Режимы использования резистора
Задание для группы №4 ОП.02. Основы электротехники
27.10.2020
План урока №8
Тема 3. Основные законы электротехники
Тема урока: Понятие электрического тока. Достоинства и недостатки постоянного тока. Резисторы
Задачи урока:
- Изучить законы электротехники
- развитие познавательного интереса обучающихся, умения извлекать знания из различных источников, умения составлять план, работать с конспектом;
- содействовать в ходе урока воспитанию самостоятельности, добросовестности.
ПЛАН
Понятие электрического тока
https://www.youtube.com/watch?v=lBIPgMEM664
Достоинства и недостатки постоянного тока
Резисторы
https://www.youtube.com/watch?v=rV-mjLHDMBg
1. Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц — носителей электрического заряда.
Любая электрическая цепь представляет собой совокупность различных устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. Простейшая электрическая цепь может состоять из источника энергии, нагрузки и проводников.
Проводники — вещества, проводящие электрический ток. Они обладают малым удельным сопротивлением (т.е оказывают наименьшее сопротивление прохождению тока) и способны проводить электрический ток практически без потерь. Лучшими проводниками являются золото, серебро, медь и алюминий. Наибольшее распространение, вследствии дороговизны золота и серебра, получили медь и алюминий. Медь наиболее часто встречающийся проводник, в отличии от алюминия, обладающий большей устойчивостью к окислению и физическим воздействиям: изгибу, скручеванию. Недостатком меди, по сравнению с алюминием, является более высокая стоимость.
|
|
|
Помимо проводников существуют диэлектрики — вещества которые обладают большим удельным сопротивлением электрическому току (т.е являются непроводящими электрический ток). К ним относятся пластмассы, дерево, текстолит и т.д
Также надо отметить и еще один тип — полупроводники. По своему удельному сопротивлению они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Проводимость этих материалов существенно меняется под влиянием внешних факторов. К числу полупроводников относятся многие химические элементы, но наибольшее распространение получили кремний и германий.
Источник энергии — это устройство, преобразующее механическую, химическую, тепловую и другие виды энергии в электрическую.
Нагрузка — потребитель электрической энергии, т.е любой электроприбор, который преобразовывает электрическую энергию в механическую, тепловую, химическую и т.д
|
|
|
Электрическим током в электротехнике называют направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля, создаваемого источником питания. Величина, характеризующая ток называется сила тока. Сила тока измеряется в Амперах и обозначается буквой А. Различают постоянный и переменный токи.
Постоянный ток ( DC, по-английски Direct Current) — это ток, свойства которого и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.
Переменный ток (AC по-английски Alternating Current) — это ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах обозначается отрезком синусоиды « ~ ». Основными параметрами переменного тока являются период, амплитуда и частота.
Период — промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное колебание.
Частота — величина, обратная периоду, число периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц).
Ток и напряжение в нагрузке увеличиваются и уменьшаются, а разница между минимальным и максимальным их значением называется амплитудой.
Измерение тока проводится амперметром, который подключается последовательно нагрузке.
|
|
|
Любой проводник в цепи, в зависимости от сечения, длины, материала, оказывает сопротивление прохождению электрического тока. Свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока называют сопротивлением. Сопротивление измеряется в Омах (Ом).
Разность потенциалов на концах источника питания называется напряжением. Напряжение измеряют в Вольтах и обозначают буквой В (V). В трехфазной электрической сети различают такие понятия, как линейное и фазное напряжения. Линейное напряжение ( или иначе межфазное) — это напряжение между двумя фазными проводами (380V). Фазное напряжение — это напряжение между нулевым проводом и одним из фазных (220V). Измеряется напряжение вольтметром, который подключается параллельно нагрузке.
Еще одним важным понятием в электротехнике является понятие мощности. Мощность источника характеризует скорость передачи или преобразования электроэнергии. Мощность измеряется в Ваттах (Вт, W).
2. Какой электрический ток лучше: постоянный или переменный ток? Чтобы дать ответ на данный вопрос нужно оценить их преимущества и недостатки по следующим основным направлениям: выработка, передача, распределение и потребление электроэнергии. Сегодня преимущественное большинство электрической энергии, добываемой или генерируемой в мире, выпадет на переменный ток. И в первую очередь это связано с тем, что переменный ток проще преобразовывать из более низкого напряжения в более высокое и наоборот, то есть он проще в трансформации.
|
|
|
Недостатки постоянного тока
1. Сложность повышения и снижения напряжения, то есть преобразования электроэнергии постоянного тока. В первую очередь это вызвано сложность конструкций преобразователей. Поскольку необходимы мощные полупроводниковые ключи, рассчитанные на высокое напряжение. Отсутствие которых приводит к большому числу последовательно и параллельно соединенных полупроводниковых приборов. В результате снижается надежность всего преобразователя, увеличивается стоимость и возрастают потери мощности.
2. Электрические машины имеют более сложную конструкцию, поэтому менее надежны и более затратные, как в производстве, так и в эксплуатации.
3. Сложности в развязке высокого и низкого напряжений.
Недостатки переменного тока
Важнейшим недостатком переменного тока является наличие реактивной
мощности. Как известно, конденсатор и катушка индуктивности проявляют свои реактивные свойства только в цепях переменного тока. Проще говоря, катушка и конденсатор создают реактивное сопротивление переменному току, но не потребляю его. В результате этого из полной мощности, отдаваемой генератором переменного тока, часть мощности не затрачивается на выполнение полезной работы, а лишь бесполезно циркулирует межу генератором и нагрузкой. Такая мощность называется реактивной и является вредной. Поэтому ее стараются минимизировать.
Однако большинство нагрузок – двигатели, трансформаторы и сами провода являются индуктивными элементами. А чем больше индуктивность, тем большую долю составляет реактивная мощность от полной и с этим нужно бороться.
Второй главный недостаток переменного тока заключается в том, что он протекает не по всему сечению проводника, а вытесняется ближе к его поверхности. В результате снижается площадь, по которой протекает электрический ток, что в свою очередь приводит к увеличению сопротивления проводника и к росту потерь мощности в нем.
Преимущества постоянного тока
1. Главное преимущество электрической энергии постоянного тока – это отсутствие реактивной мощности. А это значит, что вся мощность, выработанная генератором, потребляется нагрузкой за вычетом потерь в проводах.
2. Постоянный ток в отличие от переменного протекает по всему сечению проводника.
Указанные два пункта приводят к тому, что если передавать одну и ту же мощность при равных напряжениях постоянным и переменным токами, то потери мощности электроэнергии постоянным током были бы почти в два раза меньше, чем при переменном токе.
К тому же, если рассматривать такие бытовые электронные устройства как ноутбуки, компьютеры, телевизоры и т. п., то все они имеют блоки питания, преобразующие переменное напряжение 220 В (230 В) в постоянное напряжение более низкой величины. А такие преобразования связаны с частичной потерей мощности.
Как вы видите, однозначного ответа на вопрос, какой ток лучше: постоянный или переменный, не существует. Следует сравнивать все преимущества и недостатки для конкретного случая.
ВЫВОДЫ: ПОСТОЯННЫЙ ИЛИ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК? Несмотря на все преимущества постоянного тока, значительная сложность, вызванная преобразованием больших мощностей, главным образом сказывается сложность повышения и понижения постоянного напряжения, сводит на нет указанные выше преимущества. Поэтому, до тех пор, пока не будут разработаны полупроводниковые ключи огромной мощности и соответствующие преобразователи на их основе, переменный ток остается вне конкуренции. К тому же сейчас уже применяются четырехквадрантные преобразователи или активные выпрямители, позволяющие скомпенсировать реактивную составляющую нагрузки, что позволяет получить коэффициент мощности, равный почти единице. Благодаря чему исключается потребление реактивной мощности.
Резисторы
Резистор как компонент, что непосредственно следует из буквального перевода его названия, оказывает определенное сопротивление протекающему через него току, в результате чего в соответствии с законом Ома на нем происходит падение напряжения.
В процессе расчета и анализа электрических схем различного назначения классический резистор рассматривается как двухполюсник, а его сопротивление считается активным. Последнее означает, что переменное напряжения, приложенное к резистору, совпадает по фазе с протекающим через него током.
Основные параметры резистора как элемента различных схем – сопротивление и мощность. Первый параметр настолько важен, что на профессиональном арго специалистов резистор часто называют именно сопротивлением. От мощности зависит максимальный ток, на который рассчитан резистор. При увеличении допустимой рассеиваемой мощности наибольший ток возрастает, но одновременно увеличиваются габариты элемента.
Резисторы делятся также на постоянные и переменные. Последние снабжены линейным или угловым движком, при перемещении которого происходит изменение сопротивления. В большинстве случаев движок выполнен в форме электрода, с которого можно снимать (или к которому можно прикладывать) напряжение. В режиме съема напряжения такой компонент носит специальное название потенциометр.
Режимы использования резистора
В конкретных электрических схемах резистор может функционировать в трех различных формах. В простейшем случае он вносит в цепь протекания тока постоянное сопротивление. Схемное обозначение данного элемента показано на рисунке 1 слева.
Рисунок 1. Разновидности включения резисторов
При необходимости изменения сопротивления потребуется переменный резистор, который включают по схеме, изображенной на рисунке 1 в центре. Для регулирования сопротивления выполняют линейное или угловое (в зависимости от конкретного исполнения) перемещение движка.
При использовании переменного резистора в режиме потенциометра его включают по схеме рисунка 1 справа, а с электрода движка снимают напряжение, которое меняется в зависимости от положения движка. Для достижения линейной характеристики регулирования ток через сам резистор должен в несколько раз превышать ток, отводимый через движок регулятора.
Домашнее задание: Изучить конспект, записать краткий конспект в рабочую тетрадь.Для закрепления просмотр видеряда. Вопросы для закрепления:1.Что такое электрический ток? 2. Какой ток лучше: постоянный или переменный? 3.Где применяют резисторы?4. Какие проводники, проводящие электрический ток являются лучшими?
Выполненную работу (конспект) отправить на адрес электронной почты:
Rushania_1959@mail.ru
Преподаватель Р.Р.Костенкова
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 46; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!