![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Электрической цепи постоянногоСтр 1 из 15Следующая ⇒
ТОКА Электрическая цепь — это совокупность устройств, образующих замкнутый путь для электрического тока. Электрическая цепь состоит из источников электрической энергии, приемников, соединенных проводами, вспомогательных и измерительных устройств.
Источниками электрической энергии являются аккумуляторы термоэлектрические элементы, электрические генераторы, Фотоэлектрические элементы и другие устройства, в которых происходит преобразование различного вида энергии (энергии химических реакций, тепловой, механической, световой энергии и т.д.) в электрическую энергию (рис.1).
Рис. 1. Условные обозначения источников постоянного тока на электрических схемах: а — гальванический элемент; б — генератор постоянного тока; в — термопара; г — фотоэлемент
Рис..2. Условные обозначения приемников электрической энергии на схемах: а — двигатель постоянного тока; б — электрическая печь; в — резистор; г — лампа накаливания Приемниками электрической энергии являются электролампы, электропечи, электродвигатели и другие устройства, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию какого-либо другого вида (тепловую, механическую, световую и т. д.). Условные обозначения некоторых приемников электрической энергии приведены на рис. 2.
В качестве соединительных элементов используют соединительные провода, воздушные линии электропередачи, электрические кабели.
Вспомогательные устройства служат для управления режимом электрической сети и ее защиты. К ним относятся: выключатели, переключатели, штепсельные разъемы, предохранители и др.
В качестве измерительных устройств используют амперметры и вольтметры, ваттметры, предназначенные для измерения токов, напряжений и мощности на участках электрической цепи. Простейшая электрическая цепь постоянного тока приведена на рис..3
Рис. 3. Схема электрической цепи постоянного тока: Г — генератор постоянного тока; R — приемник (резистор); А — амперметр; V — вольтметр; К — выключатель.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется электрической цепью? 2. Из каких элементов состоит электрическая цепь? 3. Для чего нужны вспомогательные устройства?
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ Направленному движению электрических зарядов в любом проводнике препятствуют молекулы и атомы этого проводника. Поэтому и внешний участок электрической цепи, и внутренний (внутри самого источника энергии) оказывают препятствие прохождению тока.
Величина, характеризующая противодействие электрической цепи прохождению электрического тока, называется электрическим сопротивлением.
Электрическое сопротивление обозначается буквой R и изображается на электрических схемах так, как показано на рис. 4. Единицей измерения сопротивления является ом. Электрическое сопротивление линейного проводника, в котором при неизменяющейся разности потенциалов в 1 В протекает ток силой в 1 А, равно 1 Ом:
При измерении больших сопротивлений используют единицы в 1000 (килоомы) и 1 млн раз (мегаомы) больше 1 Ом:
1 кОм = 1 ООО Ом
1 МОм = 1 ООО ООО Ом.
Для относительной оценки электрических свойств материала проводника служит его удельное сопротивление.
Удельное сопротивление — это сопротивление металлического проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения
Рис.4.Условные графические изображения резисторов: а)с постоянным сопротивлением б) с регулируемым сопротивлением.
Если проводник, изготовленный из материала с удельным сопротивлением р, имеет длину I, м, и площадь поперечного сечения S, Сопротивление проводников зависит от температуры. Сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается. Эта зависимость достаточносложная, но в относительно узких пределах изменения температуры (примерно до 200 °С) можно считать, что для каждого металла существует определенный, так называемый температурный, коэффициент сопротивления а, который выражает прирост сопротивления проводника ДR при изменении температуры на 1 °С, отнесенный к 1 Ом начального сопротивления. Таким образом, температурный коэффициент сопротивления При ростсопротивления
где Способность проводника пропускать электрический ток характеризуется проводимостью, которая представляет собой величину, обратную сопротивлению, и обозначается буквой
Единицей измерения проводимости в СИ является 1/Ом (сименс). Таким образом,
Величина, обратная удельному сопротивлению материала проводника, называется удельной проводимостью и обозначается буквой.
Пример 1. Проволока сечением 0,5
Решение Материал проводника характеризует его удельное электрическое сопротивление:
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. От каких параметров зависит удельное сопротивление металлического проводника? 2. В каких единицах системы СИ измеряется электрическая проводимость? 3. Как зависит от длины кабеля электрическое сопротивление его жилы и сопротивление изоляции? 4. Как изменяется сопротивление металлического проводника с увеличением температуры?
ЗАКОН ОМА Немецкий физик Георг Ом (1787— 1854) экспериментально установил зависимость между электродвижущей силой (ЭДС) Е, сопротивлением R и током I в замкнутой электрической цепи (рис. 5).
Закон Ома формулируется следующим образом: сила тока в замкнутой электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущейсиле и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи. Ток в цепи возникает под действием ЭДС Е. Чем больше ЭДС Е источника энергии, тем больше ток I в замкнутой цепи. Сопротивление цепи R препятствует прохождению тока, следовательно, чем больше сопротивление R цепи, тем меньше ток I. Закон Ома можно выразить следующей формулой
или
где R — сопротивление внешней части цепи; — (В), сопротивление — в омах (Ом).
Рис.5 Электрическая цепь к закону Ома
Сопротивление всей цепи (рис.5)
Из закона Ома для замкнутой цепи получим
где IR — падение напряжения в сопротивлении R, т. е. во внешней цепи, или напряжение на зажимах источника энергии (генератора); IRi — падение напряжения в сопротивлении R „ т. е. внутри источника энергии (генератора).
Запомните Закон Ома справедлив не только для всей цепи, но и для любого ее участка: сила тока на участке электрической цепи равна напряжению на зажимах этого участка, деленному на его сопротивление: Напряжение на участке цепи равно произведению силы тока на сопротивление этого участка, т. е. U= IR.
Для измерения силы тока в электрической цепи используют прибор амперметр, а для измерения напряжения — вольтметр.Для включения амперметра цепь тока разрывается и в месте разрыва концы проводов присоединяются к зажимам амперметра (см. рис. 5). Таким образом через прибор проходит весь измеряемый ток. Вольтметр подключают к началу и концу участка цепи; такое включение вольтметра называется параллельным (см. рис..5). Вольтметр показывает падение напряжения на данном участке. Если вольтметр подключить к началу внешней цепи — положительному полюсу источника энергии и к концу внешней цепи — отрицательному полюсу источника энергии, то он покажет падение напряжения во всей внешней цепи, которое является в то же время
напряжением на зажимах источника энергии. Из формулы 2 следует, что напряжение на зажимах источника электрической энергии (генератора).
При холостом ходе внешняя цепьразомкнута и тока в цепи нет, вследствие чего U = Е При замкнутой цепи напряжение не равно ЭДС и чем больше сила тока в цепи, тем больше напряжение отучается от ЭДС.
Если зажимы источника электрической энергии соединить проводником с сопротивлением, практически равным нулю, то формула 1для этого случая примет следующий вид:
Это выражение определяет наибольший ток, который может быть получен в цепи данного источника. Если сопротивление внешней электрической цепи практически равно нулю, то такой режим называется коротким замыканием. Запомните Возникновение короткого замыкания может привести к аварийному режиму в цепи. Для источников с малым внутренним сопротивлением, например электрических генераторов и кислотных аккумуляторов, короткое замыкание весьма опасно. Короткое замыкание возникает достаточно часто, например, вследствие порчи изоляции проводов,соединяющих приемник с источником электрической энергии. Для защиты электротехнической аппаратуры от токов короткого замыкания применяют различные автоматические предохранительные устройства.
Пример 2. Электродвижущая сила Е гальванического элемента с внутренним сопротивлением Решение Сила тока в цепи по закону Ома . КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Зависимость между какими величинами устанавливает закон Ома для участка электрической цепи? 2. Как изменится ток в цепи, если напряжение увеличить в два раза? 3. Как определить сопротивление участка цепи, зная величину тока, проходящего через этот участок, и напряжение на нем? 4. Чем опасен режим короткого замыкания?
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 751; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.217.186.244 (0.042 с.) |