Curentul electric abstract
Valoarea de bază a curentului electric
Cantitatea de energie electrică și curent. Acțiunile curentului electric poate fi puternic sau slab. Forța curentului electric depinde de cantitatea de sarcină care curge prin circuit într-o anumită unitate de timp. Cu cat mai multe electronii se deplasează de la un pol la o altă sursă, cu atât mai mare taxa totală transferată electroni. Aceasta se numește suma debitării totală de energie electrică care trece prin conductor.
Depinde de cantitatea de energie electrică, în special acțiunea chimică a curentului electric, adică. E. Cu cât a trecut printr-o soluție de electrolit taxa, mai materialul va depune pe catod și anod. În acest sens, cantitatea de energie electrică poate fi calculată după cântărirea masei depus pe materialul electrodului, și cunoscând masa și sarcina unui ion al substanței.
intensitatea curentului este valoarea care este egal cu raportul dintre sarcină electrică care trece prin secțiunea transversală a conductorului, la momentul apariției sale. Unitatea de măsură de încărcare este pandantiv (Cl), timpul este măsurat în secunde (s). În acest caz, unitatea curentă exprimată în C / s. Această unitate este numită amperajul (A). Pentru a măsura curentul în lanț, se aplică instrument de măsurare electric numit un ampermetru. Pentru includerea în circuitul ampermetru este prevăzut cu două terminale. Lanțul acestora includ secvențial.
Tensiune. Știm deja că un curent electric este o mișcare ordonată de particule incarcate - electroni. Această mișcare este generată de un câmp electric, care îndeplinește anumite sarcini. Acest fenomen se numește lucrare de curent electric. Pentru a muta o sarcină mai mare a unui circuit electric 1 cu câmpul electric trebuie să efectueze multă muncă. Pe această bază, se pare că funcționarea curentului electric depinde de intensitatea curentului. Dar există un alt sens, care depinde de activitatea curentă. Această valoare este numită tensiune.
Tensiunea - este raportul dintre curentul de lucru într-o anumită porțiune de circuit electric la taxa care curge pe aceeași porțiune a circuitului. Activitatea curenta este măsurată în jouli (J), taxa - în coulombi (Cl). În acest sens, unitatea de măsurare a tensiunii devine 1 J / C. Această unitate a fost numită volți (V).
În scopul de a construi tensiune, au nevoie de sursa de alimentare în circuitul electric. Când tensiunea de circuit deschis este disponibil numai pentru terminalele sursă de curent. Dacă această sursă de curent inclus în circuitul, tensiunea apar și în unele părți ale circuitului. În acest sens, se va curentul în circuit. Aceasta este scurt, se poate spune următoarele: în cazul în care nu există nici o tensiune, nu există nici un curent în circuit. Pentru a măsura tensiunea aplicată mijlocului de măsurare electrică, denumit un voltmetru. Aspectul său se aseamănă cu ampermetru menționat anterior, cu singura diferență fiind că pe scara voltmetrului este litera V (în loc de A pe ampermetru). Voltmetrul are două terminale prin care este inclus în circuitul electric paralel.
Rezistența electrică. După conectarea la un circuit de conductori electrici de toate tipurile și de ampermetru se poate observa că prin utilizarea diferitelor conductori ampermetru emite o indicație diferită, t. E. In acest caz, un curent diferit, este disponibil într-un circuit electric. Acest fenomen poate fi explicat prin faptul că diferitele conductorii au o rezistență electrică diferită, care este cantitatea fizică. În onoarea fizicianului german a numit-Ohm. De obicei, în fizică se aplică unități mai mari :. kohmi etc. megohm conductor de rezistență în mod tipic este notat cu R, lungimea conductorului - L, aria secțiunii transversale - S. În acest caz, rezistența poate fi scrisă ca următoarea formulă:
R = r * L / S
unde p este numit coeficientul de rezistivitate. Acest raport exprimă rezistența lungimea conductorului de 1 m, la o arie a secțiunii transversale de 1 m2. Rezistivitatea este exprimat în ohmi x m. Deoarece firele de obicei, au o secțiune transversală mică, mai degrabă, este de obicei suprafața acestora exprimată în milimetri pătrați. În acest caz, unitatea va Rezistivitatea x ohm mm2 / m. Următorul tabel. 1 prezintă rezistivitatile unor materiale.
Tabelul 1. Rezistența electrică specifică a unor materiale
Conform Tabelului. 1 devine clar că cea mai mică rezistivitatea electrică a cuprului este de cel mult - aliaj metalic. În plus, ridicată rezistivitatea au (izolatori dielectrice).
Capacitate electrică. Știm deja că cele două izolate unul față de celălalt conductor se poate acumula sarcini electrice. Acest fenomen este caracterizat printr-o cantitate fizică, numită capacitate. capacitate electrică a două conductoare - nu doar raportul responsabil de unul dintre ei la o diferență de potențial între conductor și din apropiere. Este mai mică tensiunea de încărcare atunci când primesc conductorii, cu atât mai mare capacitate a acestora. Per unitate de capacitate ia farazi (F). În practică, proporția unitatea utilizată: microfarazi (uF) și picofarads (pF).
Dacă luați două izolate una de alta printr-un conductor, așezați-le pe o mică distanță unul de altul, veți obține un condensator. Capacitatea este influențată de grosimea plăcilor sale și grosimea dielectric și permeabilitatea. Reducerea grosimii dielectricului dintre plăcile condensatorului, poate crește dramatic capacitatea acesteia din urmă. Toate condensatori, în plus față de capacitatea lor, trebuie să indice tensiunea pentru care aceste dispozitive sunt proiectate.
Munca și puterea curentului electric. Din cele de mai sus, este clar că curentul electric face ceva de lucru. La conectarea curentului electric cu motor face ca munca toate echipamentele posibile se deplasează de-a lungul șinelor de tren, se aprinde pe străzi, încălzește casa, dar, de asemenea, produce o acțiune chimică, adică. E. Vă permite să realizați electroliză, și așa mai departe. D. Putem spune că activitatea curentă pe o anumită parte a lanțului este egală cu produsul dintre curent, tensiune și de timp pentru care a fost realizată operația. Munca se măsoară în jouli, tensiunea - în volți, curent - amperi, timp - în secunde. În acest sens, J = 1 1A 1B x x 1c. Din aceasta se dovedește a măsura funcționarea curentului electric urmează utiliza imediat trei dispozitive: ampermetru, voltmetru și ceas. Dar acest lucru este greoaie și ineficientă. Prin urmare, de obicei, curentul electric este măsurat de lucru contoare electrice. Dispozitivul acestei unități are toate dispozitivele de mai sus.
Puterea curentului electric este egal cu raportul dintre curentul de lucru în timpul în care a fost realizat. Puterea este notată cu litera „P“ și este exprimată în wați (W). În practică, kilowați, megawați, hectowatt și așa mai departe. Pentru a măsura puterea circuitului, trebuie să luați contorul de energie. loc de muncă curent electric este exprimat în kilowați-oră (kWh).
Legile de bază ale curentului electric
Circuitul electric este un set de dispozitive și obiecte, formând o cale de curent electric, procesele electromagnetice care pot fi descrise prin termenii forței electromotoare, curent și tensiune. Circuitul electric de CC poate acționa ca un curent constant, iar curenții a căror direcție rămâne constantă, iar valoarea se schimbă în mod aleatoriu în timp, sau prin orice lege.
Circuitul electric este alcătuit din dispozitive sau elemente separate, care prin scopul lor pot fi împărțite în 3 grupe. Primul grup cuprinde elemente de generare a energiei electrice (alimentare). Al doilea grup - elemente care transformă energia electrică în alte forme de energie (mecanice, termice, lumina, chimice, etc ...). Aceste elemente sunt numite receptori de energie electrică (aparat). Al treilea grup include elemente de transmisie a puterii de la o sursă de alimentare la consumatorii de energie (cabluri, dispozitive care asigură nivelul de tensiune și de calitate, și colab.).
Surse de alimentare de circuit de curent continuu - un pile galvanice, baterii electrice, generatoare electromecanice, generatoare termoelectrice, celule solare, etc toate sursele de alimentare au o valoare de rezistență internă, care este mic în comparație cu rezistența altor elemente de circuit ..
DC receptoare electrice sunt motoare electrice, care transformă energia electrică în energie mecanică, aparate de încălzire și de iluminat, etc. Toate receptoarele electrice caracterizate prin parametrii electrici, printre care sunt cele mai de bază. - tensiune și putere. Pentru funcționarea normală a consumatorilor de energie la terminalele sale (terminale) trebuie să mențină tensiunea nominală. Pentru receptoarele CC, este de 27, 110, 220, 440, precum și 6, 12, 24, 36 V.
Reprezentarea grafică a circuitului electric care cuprinde simbolurile care prezintă elemente și compuși ai acestor elemente se numește o diagramă de circuit electric. Tabel. 2 prezintă simbolurile utilizate în ilustrația circuitelor electrice.
Tabelul 2. Simboluri în electroschemes
Element galvanic sau acumulator
sau
Parcela este un circuit care curge de-a lungul același curent, numit o sucursală. Legătura dintre ramuri de circuit electric se numește un nod. La electroschemes nod punct desemnat. Orice traseu închis, care trece peste mai multe ramuri, numite de circuit bucla. Un circuit electric simplu are un singur circuit, circuite electrice complexe - mai multe circuite.
elemente de circuit electric includ diverse dispozitive electrice care pot funcționa în diferite moduri. Moduri de elemente individuale, și întregul circuit electric caracterizat prin valorile curentului și tensiunii. Deoarece curentul și tensiunea, în general, poate lua orice valoare, modurile pot fi nenumărate.
modul inactiv - un mod în care nu există nici un curent în circuit. O astfel de situație poate apărea atunci când un circuit deschis. funcționare nominală se întâmplă atunci când alimentarea cu energie electrică sau orice alt element de circuit funcționează atunci când valorile curente, tensiunea și puterea specificată în fișa de date a dispozitivului electric. Aceste valori corespund condițiilor optime de funcționare a dispozitivului în ceea ce privește eficiența, fiabilitate, durabilitate și așa mai departe.
Mod de scurt-circuit - acest mod, atunci când rezistența receptorului este zero, ceea ce corespunde compusului din terminalele pozitive și negative sursa de alimentare cu rezistență zero. curent de scurtcircuit poate atinge valori ridicate, de multe ori mai mari decât curentul nominal. Prin urmare, modul de scurt-circuit pentru majoritatea instalațiilor electrice este o urgență.
Sursa de alimentare Potrivite și starea circuitului extern apare în cazul în care rezistența circuitului extern egală cu rezistența internă. În acest caz, curentul în circuit este de 2 ori mai mică decât curentul de scurtcircuit.
Cele mai comune și simple tipuri de compuși sunt serii și conectarea în paralel într-un circuit electric.
Elementele de circuit de conexiune serie
În acest caz, toate elementele de circuit conectate la unul pe altul. conexiune Seria face imposibilă obținerea de lanț ramificat - este drept. Fig. 1 prezintă un exemplu de conexiune în serie a elementelor din circuit.
Fig. 1. Conexiunea serie a două rezistențe în circuit. 1 - primul rezistor; 2 - al doilea rezistor
În exemplul nostru, sunt luate două rezistențe. Rezistențe 1 și 2 au o rezistență R1 și R2. Deoarece sarcina electrică, în acest caz, nu se acumulează pe (curent constant), una și aceeași sarcină are loc în orice secțiune transversală a conductorului într-un anumit interval de timp. Din aceasta rezultă că curentul în cele două rezistențe sunt egale:
I = I1 = I2
Dar se adaugă tensiunea la capetele lor:
U = U1 + U2
În conformitate cu legea lui Ohm, pentru întreaga porțiune de circuit și fiecare rezistor de circuit separat impedanță este:
R = R1 + R2
etc.