I. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. 1 ПРОСТЕЙШАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Основные понятия. Электрические цепи в общем случае представляют собой сочетание следующих элементов:
1) источников электрической энергии — генераторов;
2) электроприемников, преобразующих электрическую энергию в другие виды энергии;
3) устройств, связывающих источники электрической энергии с электроприемниками.
Простейшая электрическая цепь постоянного тока, представлена на рис. 1.1, состоит из электрического генератора Г, электрической нагрузки (электроприемника) Н и двухпроводной линии Л соединяющей источник Г с нагрузкой Н.
Линия Л и присоединенная в ее конце нагрузка Н образуют вместе внешнюю цепь генератора.
Под действием электродвижущей силы (э.д.с.) Е генератора в замкнутой цепи возникает и поддерживается направленное движение электрических зарядов — электрический ток I.
Действием электродвижущей силы генератора обеспечивается определенная разность потенциалов на его зажимах. Зажим с более высоким потенциалом называется положительным и обозначается знаком «плюс». Зажим с более низким потенциалом называется отрицательным и обозначается знаком «минус». Направление электрического тока внутри источника совпадает с направлением э.д.с., т.е. от зажима (—) к зажиму (+).
Рис 1.1 Простейшая цепь постоянного тока
|
|
|
 |
Рис. 1.2. Участок цепи, не содержащий э.д.с.
Во внешней цепи ток направлен от зажима (+) к зажиму (—), т.е. от точки с более высоким потенциалом к точке с более низким потенциалом.
Прохождение электрического тока в цепи связано с затратой энергии. Эта энергия доставляется в цепь генератором и преобразуется здесь в тепло или в иные виды энергии (механическая работа, химическая энергия и др.).
Рассмотрим участок электрической цепи, не содержащий э.д.с. Прохождение электрического тока на рассматриваемом участке обусловлено наличием разности потенциалов ( j1 - j2) на его концах, или напряжением U на этом участке. Направление напряжения принимается от точки 1 с более высоким потенциалом к точке 2, где потенциал ниже, т.е. оно совпадает с направлением тока на рассматриваемом участке цепи.
Закон Ома. Основные электроэнергетические соотношения для участка цепи устанавливаются законами Ома и Джоуля—Ленца.
Согласно закону Ома, ток I на участке цепи пропорционален напряжению U на этом участке:
I = Ug (1.2)
Коэффициент пропорциональности g называется электрической проводимостью участка. Величина, обратная электрической проводимости.
|
|
|
количественно определяет значение сопротивления участка цепи. Сопротивление измеряется в омах, а проводимость — в сименсах (сим, или 1/Ом).
Закон Ома для участка цепи часто выражают в следующем виде:
(1.2 а)
В замкнутой электрической цепи (рис. 1.3) каждый элемент (генератор, провода линии, электроприемник) обладает определенным электрическим сопротивлением.
Через все последовательно соединенные элементы цепи протекает один и тот же ток I. Величина этого тока прямо пропорциональна э.д.с. генератора Е и обратно пропорциональна общему сопротивлению всей цепи:
(1.3)
где rг — сопротивление генератора;
rл — сопротивление проводов линии;
rн — сопротивление нагрузки (электроприемника);
rвнеш = rл+ rн — общее сопротивление внешней цепи.
Электродвижущая сила Е, так же как и напряжение U, измеряется в вольтах (в).
Формула (1.3) представляет собой закон Ома для замкнутой электрической цепи.
Рис. 1.3. Неразветвленная цепь постоянного тока
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 268; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!