Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология 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 обозначается буквой измеряется в Ом*м или Ом* /м.
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, то сопротивление R этого проводника, Ом, определяется по формуле. 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 — сопротивление проводника при температуре , ;— сопротивление того же проводника при температуре. 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. Таким образом, между удельным сопротивлением и удельной проводимостью материала имеет место следующее соотношение:
Пример 1. Проволока сечением 0,5 и длиной 40 м имеет сопротивление 18 Ом. Определить материал проводника.
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; — внутреннее сопротивление источника.В этих формулах ток выражен в амперах (А), ЭДС — в вольтах (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 , = 0,3 Ом равна 1,5 В и замкнута на сопротивление R = 2,7 Ом. Определить ток в цепи. 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: 716; 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 - 54.242.22.247 (0.042 с.) |