ГЛАВА 2: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Основные определения

Основу электрической цепи составляет совокупность источников электрической энергии, соединительных проводов и приемников (потребителей) электроэнергии. Кроме того, в цепь могут включаться устройства для управления (рубильники, выключатели, кнопки, реле, контакторы), защиты (предохранители, автоматические выключатели, реле), контроля (амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики) и сигнализации (лампы, звонки, сирены).

Графически электрическую цепь изображают в виде схемы, на которой элементы цепи показывают условными обозначениями (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Простейшая электрическая цепь

Источниками электрической энергии являются генераторы, аккумуляторы, гальванические элементы, термопары, фотоэлементы. В них механическая, химическая, тепловая, лучистая энергия преобразуется в электрическую. Источники характеризуются следующими параметрами:

· электродвижущей силой (ЭДС) Е, которая равна напряжению на разомкнутых зажимах источника;

· номинальным напряжением U_н;

· оминальным током I_н;

· номинальной мощностью Р_н.

Номинальные величины - это такие, которые задаются изготовителем в соответствии со стандартами или техническими условиями на их исполнение, испытание и эксплуатацию. Они указываются в паспорте, каталоге, а также на щитке источника и приемника электрической энергии.

Соединительные провода служат для передачи электрической энергии от источника к приемнику.

Приемниками электроэнергии являются электрические двигатели, осветительные приборы, нагревательные элементы, электромагниты и другие устройства, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую, тепловую, световую, химическую. Основными величинами, характеризующими приемники, являются: номинальное напряжение U_н, при котором приемник развивает расчетную, номинальную мощность Р_н номинальный ток I_н.

Электрический ток

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов (электронов проводимости - в металлах, ионов - в жидкостях и газах).

Материалы, имеющие множество подвижных носителей зарядов, называются проводниками. В материалах с небольшим количеством или совсем без электронов проводимости не может возникнуть значительный ток. Такие материалы называются диэлектриками (изоляторами).

Промежуточное место занимают полупроводники. Это материалы, которые проводят ток хуже, чем проводники, но лучше, чем диэлектрики. Прохождение тока через полупроводник осуществляется по особым физическим законам.

Электрический ток может протекать только в замкнутой цепи. Если в каком-либо месте цепь разрывается, поступление тока тотчас прерывается. Поэтому в любом месте цепи можно установить выключатель.

Электрический ток, длительно не изменяющийся по величине и направлению, называется постоянным. Если ток с течением времени периодически изменяется, то он называется переменным.

Таким образом, для постоянного тока характерно изменение заряда в одном направлении с одинаковой интенсивностью.

Интенсивность электрического тока характеризуется силой тока I. Это величина, численно равная количеству электричества q (Кл), проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени t (с), т. е:

За единицу силы тока принят ампер (А): 1 А = 1 Кл/с, т е. один ампер - это ток такой силы, когда через поперечное сечение проводника в каждую секунду проходит количество электричества, равное одному кулону. Кратными и дольными единицами измерения тока являются:

· 1 килоампер (кА) = 1000 А = 10³ А;

· 1 миллиампер (мА) = 0,001 А = 10^-3 А;

· 1 микроампер (A) = 0,000001 А = 10^-6 А.

Силу тока измеряют амперметром (килоамперметром, миллиамперметром).

В простой, неразветвленной цепи сила тока во всех точках одинакова.

Положительным направлением постоянного тока условно принимается направление, обратное движению электронов. В соответствии с этим (рисунок 2.1) ток во внешней цепи протекает от зажима (+) источника электрической энергии к зажиму (-).

Плотность электрического тока δ определяется как отношение силы тока к поперечному сечению S проводника, по которому он проходит:

Единицей плотности тока является 1 А/м² или кратная ей единица 1 А/мм²= 10^-6 А/м².

Допустимая плотность тока зависит от материала и сечения проводника, условий охлаждения и места прокладки, а также от длительности протекания тока по проводнику.

Плотность тока, как расчетный параметр, используется при выборе сечений проводов катушек электрических аппаратов, обмоток электрических машин, электрических сетей.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 731; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!