При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Напряжение
Электрическое поле может совершать работу по перемещению зарядов от одной точки с большим потенциалом к другой точке с меньшим потенциалом. Разность потенциалов между двумя точками поля называется напряжением, обозначается буквой U и измеряется в вольтах.
Падение напряжения- геометрическая (векторная) разность между комплексами напряжений начала и конца линии;
Падение напряжения -постепенное уменьшение напряжения вдоль проводника, по которому течет ток, обусловленное тем, что проводник обладает активным сопротивлением.
По закону Ома на участке проводника, обладающем активным сопротивлением R, ток I создает падение напряжения U = IR.
Падение напряжения - падение напряжения электросети более чем на 10%.
Потеря напряжения - алгебраическая разность между модулями напряжений начала и конца линии.
Электродвижущая сила в замкнутом контуре представляет собой отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к заряду. Электродвижущую силу выражают в вольтах.
Электродвижущая сила гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.
Потенциал –величина, численно равная работе поля по перемещению единичного заряда из данной точки в бесконечность.
Измеряется в вольтах.
Электрический ток – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля (измеряется в амперах).
Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.
Постоянный ток течет от отрицательного полюса к положительному. Переменный ток меняет свое направление. Теоретически при расчете тока и мощности общепризнано направление от положительного полюса к отрицательному.
|
|
|
Номинальный ток
Номинальный непрерывный ток установки или аппаратуры определяет среднеквадратичное значение переменного тока или величину постоянного тока в Амперах, которое может поддерживаться при нормальном режиме работы без превышения установленных пределов температуры. Сила тока - физическая величина, определяющая величину электрического заряда, перемещаемого в единицу времени через поперечное сечение повода.
Постоянный электрический ток.
Если ток в цепи не меняет свою величину и направление, то такой ток называется постоянным.
За единицу тока принимают такой ток, при котором через поперечное сечение проводника в одну секунду протекает заряд величиной в один кулон. Эта единица называется ампер (А).
|
|
|
Сопротивление источника часто называют внутренним сопротивлением в отличие от внешнего сопротивления R цепи. В генераторе r — это сопротивление обмоток, а в гальваническом элементе — сопротивление раствора электролита и электродов. Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление R+r цепи.
Произведение силы тока и сопротивления участка цепи часто называют падением напряжения на этом участке. Таким образом, ЭДС равнасумме падений напряжений на внутреннем и внешнем участках замкнутой цепи.
Переменный ток.
Ток, который в равные промежутки времени меняет свою величину и направление, называется переменным (измеряется в амперах). Величина переменного тока растет от нуля до максимального значения, затем возвращается к нулю, а далее происходит то же самое в противоположном направлении. Одно полное изменение происходит за один период или 360 градусов. В случае переменного тока с частотой 50 Герц изменение направления тока происходит 50 раз в секунду.
Период (Т) – промежуток времени, в течении которого ток совершает одно полное колебание и принимает по величине и знаку первоначальное значение. Количество периодов в секунду представляет собой частоту, величина которой выражается в Герцах (Гц). Для сети с частотой 50 Гц период составляет 20 мс.
|
|
|
Частота напряжения
Количество циклов изменения знака (полных периодов) напряжения или тока за 1 секунду. Измеряется в Герцах (Гц). Частота напряжения 50 Гц означает, что напряжение меняет свой знак 50 раз в секунду. Фаза
Один из проводников в питающей сети. Потенциал этого проводника меняется с частотой 50 Гц относительно нейтрального проводника. В трехфазной питающей сети форма напряжения каждой фазы представляет собой синусоиду сдвинутую на 120o относительно других фаз.
Трехфазность
Три синусоидальные волны напряжения/тока с периодом 360 градусов и сдвигом между ними в 120 градусов. Трехфазная система может быть либо 4-, либо 5-проводной (3 фазовых проводника, один нейтральный и один заземляющий).
|
|
|
Мощность электрическая
Работа электрического тока в единицу времени. В цепи постоянного тока мощность равна произведению напряжения и тока. В цепи переменного тока различают полную мощность, активную мощность, реактивную мощность. Полная мощность (кажущаяся мощность, кВА, ВА)
Термин, используемый в случае, когда ток и напряжение находятся в разных фазах или имеют несинусоидальную форму, что обуславливает протекание реактивных (излишних) составлящих токов в цепях. В результате говорят о кажущейся мощности и выражают ее в Вольтамперах (ВА) или Киловольт-амперах (кВА). Полная мощность — это есть та мощность, которую мог бы отдать источник, если бы он работал при номинальном напряжении и токе и при cos= 1.
Активная мощность (действующая мощность)
Термин, используемый для описания произведения эффективного значения тока, напряжения и коэффициента мощности. Выражается в Ваттах (Вт) или Киловаттах (кВт). Физически представляет собой мощность, реально потребляемую оборудованием.
Активная мощность характеризует ту часть электрической энергии, которая преобразуется в другой вид энергии (в свет, тепло, механическую работу).
Реактивная мощность характеризует ту часть электрической энергии, которая колеблется между источником электрической энергии и приемником, содержащим индуктивность L и емкость С. Реактивная мощность измеряется в варах (вар).
Полная нагрузка (мощность)
Суммарная мощность, потребляемая нагрузкой и учитывающая активную и реактивную составляющие мощности. Вычисляется как произведение среднеквадратичных значений входного тока и напряжения. Единица измерения: вольт-ампер (ВА).
Активная нагрузка
Полезная мощность, отбираемая любой нагрузкой из электросети и преобразуемая в дальнейшем в любой вид энергии (механическую, тепловую, электрическую и т.п.).
Единица измерения активной мощности: Ватт (Вт).
Нейтраль
Один из проводников, условно считающийся обратным в пятипроводной, четырехпроводной или трехпроводной системе переменных токов. Потенциал этого проводника близок к потенциалу заземляющего проводника. В трехфазных сетях (пяти или четырехпроводных) с нелинейной нагрузкой, даже при условии равномерной загрузки всех трех фаз на нейтральный провод ложиться повышенная токовая нагрузка. Теоретически максимальный ток через нейтральный проводник может в 1,7 раза превышать ток в фазном проводнике.
Параллельное соединение сопротивлений. При параллельном соединении сопротивлений общее сопротивление цепи будет меньше наименьшего и выражается соотношением:
1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 +1/R3;для двух сопротивлений:
Rобщ = R1 х R2 / R1 + R2
Iобщ = I1 + I2 + I3
Первый закон Кирхгофа: сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю, или сумма втекающих в узел токов равна сумме вытекающих из него токов.
Последовательное соединение сопротивлений.
При последовательном соединении сопротивлений общее сопротивление цепи будет равно их сумме: Rобщ = R1 + R2 + R3
Второй закон Кирхгофа формулируется: величина напряжения всей цепи равна сумме падений напряжений на отдельных его участках:
Uобщ = U1 + U2 + U3
Электрическое поле – это одна из форм материи. Оно обладает свойством действовать на внесенные в него заряды с некоторой силой. Электрическое поле является составной частью электромагнитного поля. Поле, окружающее неподвижные заряды, называется электростатическим.
Закон Ома для всей цепи. Ток в замкнутой цепи прямо пропорционален электродвижущей силе (ЭДС) и обратно пропорционален
сопротивлению всей цепи.
I = E/ (R+Ro) или E = I (R+Ro),
Где R – сопротивление внешней цепи;
Ro – внутренне сопротивление источника
E - электродвижущая сила (ЭДС)
Закон Ома для участка цепи - сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. I = U / R
Взаимодействия между проводниками с током, т. е. взаимодействия между движущимися электрическими зарядами, называютмагнитными. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.
Магнитное поле.
Согласно теории близкодействия ток в одном из проводников не может непосредственно действовать на ток в другом проводнике.
В пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле, в пространстве, окружающем токи, возникает поле, называемое магнитным.
Электрический ток в одном из проводников создает вокруг себя магнитное поле, которое действует на ток во втором проводнике. А поле, созданное электрическим током второго проводника, действует на первый. Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.
Свойства магнитного поля:
1. Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами).
2. Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды).
Подобно электрическому полю, магнитное поле существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.
Магнитная индукция – способность магнитного поля оказывать силовое действие на проводник с током (векторная величина). Измеряется в Тл.
За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током.
Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правиле буравчика:
если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.
Линии магнитной индукции.
Линия, в любой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной –линии магнитной индукции. Однородное поле – параллельные линии, неоднородное поле – кривыми линиями. Чем больше линий, тем больше сила этого поля. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми.
Магнитное поле - вихревое поле.
Магнитный поток – величина равная произведению модуля вектора магнитной
индукции на площадь и на косинус угла между вектором и нормалью кповерхности.
Сила Ампера равна произведения вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.
Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца. Эту силу можно найти с помощью закона Ампера.
Модуль силы Лоренца равен отношению модуля силы F, действующей на участок проводника длиной l, к числу N заряженных частиц, упорядочение движущихся на этом участке проводника:
Направление с помощью правила левой руки: Если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца.
Так как сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы, то. она не совершает работу.
Силу Ампера применяют в громкоговарителях, динамиках.
Принцип работы: По катушке протекает переменный электрический ток с частотой, равной звуковой частоте от микрофона или с выхода радиоприемника. Под действием силы Ампера катушка колеблется вдоль оси громкоговорителя в такт с колебаниями тока. Эти колебания передаются диафрагме, и поверхность диафрагмы излучает звуковые волны.
Силу Лоренца применяют в телевизорах, масс-спектограф.
Принцип работы: Вакуумная камера прибора помещена в магнитное поле.
Ускоренные электрическим полем заряженные частицы (электроны или ионы),
описав дугу, попадают на фотопластинку, где оставляют след, позволяющий
с большой точностью измерить радиус траектории. По этому радиусу
определяется удельный заряд иона. Зная же заряд иона, легко определить
его массу.
Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.
Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
|
Напряженность магнитного поляВекторная величина, являющаяся количественной характеристикой магнитного поля. Она зависит от силы тока в проводниках, создающих магнитное поле тока, от формы проводника, от расстояния между проводником и точкой, в которой она определяется, и не зависит от материальной среды этого поля
Последовательное и параллельное соединение проводников
Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.
При последовательном соединении проводников (рис. 4.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова: I1 = I2 = I.
1
|
| Рисунок 4.9.1. Последовательное соединение проводников. |
По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны
| U1 = IR1, U2 = IR2. |
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:
| U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR, |
где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует:
|
При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.
При параллельном соединении (рис. 4.9.2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы:
| U1 = U2 = U. |
Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:
| I = I1 + I2. |
Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд IΔt, а утекает от узла за то же время заряд I1Δt + I2Δt. Следовательно, I = I1 + I2.
2
|
| Рисунок 4.9.2. Параллельное соединение проводников. |
Записывая на основании закона Ома
|
где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим
 Мы поможем в написании ваших работ! |
