Файл: Понятия ток, напряжение, мощность, цепь, коммутация Электрический ток.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 120
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Понятия ток, напряжение, мощность, цепь, коммутация
Электрический ток — это упорядоченное движение электрических зарядов, равное скорости их перемещения через поперечное сечение участка цепи.
Электрическое напряжение - это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи.
Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
Коммутация — процессы, происходящие в первый момент времени после переключения в электрических цепях при замыканиях и размыканиях различных участков цепи.
Электрическая цепь – это совокупность соединенных проводниками источников и приемников электромагнитной энергии. Электрическая цепь служит для передачи, распределения и преобразования электромагнитной энергии. Источники энергии преобразуют различные виды энергии в электромагнитную энергию аккумуляторы, электро- машинные генераторы и другие устройства. Накопители запасают и затем отдают в цепь электромагнитную энергию - это индуктивные и емкостные накопители. Потребители преобразуют электромагнитную энергию в другие виды энергии – это нагреватели, лампы, двигатели и другие устройства. Свое назначение электрическая цепь выполняет при наличии в ней электрического тока и напряжения, т.е. когда цепь замкнута.
-
Постоянный ток характеристики
Постоя́нный ток — электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.
Главные характеристики тока.
1. Сила тока обозначатся буквой I - она равна количеству электричества Q, проходящему через проводник за время t.
I=Q/t
Сила тока определяется амперметром.
2. Напряжение U - равняется разности потенциалов на участке цепи.
Напряжение определяется вольтметром.
3. Сопротивление R проводящего материала.
Сопротивление зависит:
а) от сечения проводника S, от его длины l и материала (обозначается удельным сопротивлением проводника ρ);
R=pl/S
б) от температуры t°С (или Т): R = R0 (1 + αt),
где R0 – сопротивление проводника при 0°С,
α – температурный коэффициент сопротивления;
в) для получения различных эффектов, проводники могут соединяться как параллельно, так и последовательно.
Таблица. Характеристик тока
Соединение | Последовательное | Параллельное |
Сохраняющаяся величина | I1 = I2 = … = In I = const | U1 = U2 = …Un U = const |
Суммируемая величина | напряжение | cила тока |
| | |
Результирующее сопротивление | | |
4. Плотность тока j - величина, которую можно определить, посчитав силу тока I протекающего через единицу площади поперечного сечения S проводника:
j=I/S
5. Электрическая сила (ЭДС) - величина, которая определяется затраченными усилиями сторонних сил Аст по перемещению единичного положительного заряда q:
e=Aст/q
Величина, равная затраченной работе совершаемой сторонними силами по перемещению положительного заряда вдоль всей цепи, включая и источник тока, к заряду, имеет название электродвижущая сила источника тока (ЭДС):
e=Aст/q
3. Первый и второй законы Кирхгофа, применение
Первый закон Кирхгофа - сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.
Второй закон Кирхгофа -
Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре.
Применение: Рассчитать электрическую цепь — значит, найти значения токов, напряжений и мощностей всех или некоторых определенных участков цепи. При этом задается схема цепи, по которой определяется число ветвей и узлов.
4. ЭДС самоиндукции
Самоиндукция — это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре [1] при изменении протекающего через контур тока.
При изменении тока в контуре пропорционально меняется[2] и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром[3]. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС.
Это явление и называется самоиндукцией. (Понятие родственно понятию взаимоиндукции, являясь как бы его частным случаем).
Направление ЭДС самоиндукции всегда оказывается таким, что при возрастании тока в цепи ЭДС самоиндукции препятствует этому возрастанию (направлена против тока), а при убывании тока — убыванию (сонаправлена с током). Этим свойством ЭДС самоиндукции сходна с силой инерции.
5. Закон Ома, применение
Применяется при расчетах электрических цепей.
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Сила тока прямо пропорциональна сумме ЭДС цепи, и обратно пропорциональна сумме сопротивлений источника и цепи, где E – ЭДС, R- сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление источника.
6. Понятие электрического поля, его основные характеристики
Электрическое поле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющая собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля. Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.
Напряжённость — векторная величина определяющая силу действующую на заряженную частицу или тело со стороны электрического поля и численно равная отношению силы к заряду частицы.
Е = F/Q [Н/Кл] или [B/M]
Напряжённость — это основная характеристика электрического поля которая измеряет интенсивность поля.
Направление вектора напряжённости совпадает с направлением силы действующей на частицу с положительным зарядом.
Электрическое поле называется однородным (равномерным) если напряжённость поля во всех точках одинаковое по величине и направлению.
Электрическое напряжение (U) — это работа (А) совершаемая силой поля по перемещению заряженных частиц между двумя точками поля.
U = A/q [Дж/Кл] или [В]
Потенциал (φ)— это энергетическая характеристика поля численно равная отношению потенциальной энергии заряженной частицы помещенной в данной точке поля величине её заряда.
φ = W/Q [В]
Геометрическое место поля с одинаковым потенциалом называется эквипотенциальной поверхностью.
7. Понятие емкости, ее основные характеристики
Емкость - это величина, характеризующая способность проводника удерживать электрический заряд.
Площадь конденсатора, материал диэлектрика, тангенс угла потерь диэлектрика.
8. Конденсаторы, виды и параметры
Конденсатор — это электрический (электронный) компонент, построенный из двух проводников (обкладок), разделенные между собой слоем диэлектрика. Различают много видов конденсаторов и в основном они делятся по материалу самих обкладок и по виду используемого диэлектрика между ними.
Виды конденсаторов
Бумажные и металлобумажные конденсаторы
У бумажного конденсатора диэлектриком, разделяющим фольгированные обкладки, является специальная конденсаторная бумага. В электронике бумажные конденсаторы могут применяться как в цепях низкой частоты, так и в высокочастотных цепях.
Хорошим качеством электрической изоляции и повышенной удельной емкостью обладают герметичные металлобумажные конденсаторы, у которых вместо фольги (как в бумажных конденсаторах) используется вакуумное напыление металла на бумажный диэлектрик.
Бумажный конденсатор не имеет большую механическую прочность, поэтому его начинку помещают в металлический корпус, служащий механической основой его конструкции.
Электролитические конденсаторы
В электролитических конденсаторах, в отличии от бумажных, диэлектриком является тонкий слой оксида металла, образованный электрохимическим способом на положительной обложке из того же металла.
Вторую обложку представляет собой жидкий или сухой электролит. Материалом, создающим металлический электрод в электролитическом конденсаторе, может быть, в частности, алюминий и тантал. Традиционно, на техническом жаргоне «электролитом» называют алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом.
Но, на самом деле, к электролитическим так же относятся и танталовые конденсаторы с твердым электролитом (реже встречаются с жидким электролитом). Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, и поэтому они могут работать только в цепях с постоянным напряжением с соблюдением полярности.
В случае инверсии полярности, может произойти необратимая химическая реакция внутри конденсатора, ведущая к разрушению конденсатора, вплоть до его взрыва по причине выделяемого внутри него газа.
К электролитическим конденсаторам так же относится, так называемые, суперконденсаторы (ионисторы) обладающие электроемкостью