Электрические цепи постоянного тока

1.ТОК В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Электрический ток - это явление упорядоченного (направленного) перемещения заряженных частиц в проводнике под действием электрического поля. Электрический ток может существовать только в замкнутой электрической цепи. Постоянным называется ток, величина и направление которого не изменяется с течением времени. За направление тока в замкнутой электрической цепи принимается направление от положительной клеммы источника к его отрицательной клемме по внешнему участку цепи.

2.ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ

Закон Ома для участка цепи устанавливает зависимость между током, напряжением и сопротивлением на этом участке цепи.

Ток на участке электрической цепи пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален сопротивлению этого участка.

3.ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Электрическое сопротивление проводника - это противодействие, которое атомы или молекулы проводника оказывают направленному перемещению зарядов. Сопротивление R зависит от длины проводника l, площади поперечного сечения S и материала проводника p.

Сопротивление проводников зависит от их температуры. При понижении температуры некоторых металлов и сплавов до очень низких значений, порядка нескольких градусов Кельвина (0⁰К=273 ⁰С), возникает явление сверхпроводимости. Сверхпроводником называют проводник, сопротивление которого практически равно нулю.

4.РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

В электрической цепи различают активные и пассивные элементы (участки). Активными считаются элементы, в которых преобразование энергии сопровождается возникновением ЭДС (аккумуляторы, генераторы). Пассивными считаются элементы, в которых ЭДС не возникает. Параметрами характеризующими работу электрической цепи являются (при различных режимах):

- ток в замкнутой цепи

- напряжение на клеммах источника

- падение напряжение на сопротивлении источника

- полезная мощность

Исследуем изменение этих величин при изменении сопротивления от бесконечности (режим холостого хода) до нуля (режим короткого замыкания).

В режиме холостого хода R= ¥.

I_хх= 0, U= E, P= 0, U₀= 0

В режиме короткого замыкания R= 0

I_кз= E / R₀, U= 0, P= 0, U₀= E

Таким образом, полезная мощность Р при холостом ходе и коротком замыкании равна нулю.

Полезная мощность максимальна, когда сопротивление потребителя станет равным внутреннему сопротивлению источника. Это и есть условие максимальной отдачи мощности источником.

Режим короткого замыкания в электрических установках нежелателен, так как он приводит к большому току, т.е. к резкому увеличению выделения тепла и выходу из строя аппаратуры.

Нормальным (рабочим) называется режим работы цепи, при котором ток, напряжение и мощность не превышают номинальных значений.

Дата добавления: 2015-05-06