Способы соединения источников тока.

Последовательное соединение.

В данной схеме «плюс» одного источника соединяется с «минусом» другого.

 

При этом ЭДС источников складываются Е0бщ = Е1 + Е2,поэтому данный способ используется для увеличения общего напряжения U общ = U1 + U2. Применяется тогда, когда напряжение для потребителя недостаточно, но один источник тока способен выдержать весь ток нагрузки.

2.Параллельное соединение

При параллельном соединении «плюс» одного источника соединяется с «плюсом» другого (соответственно соединяются и «минусы»).

При равенстве ЭДС, ток через потребитель не изменяется, но уменьшается ток через каждый из источников, что позволяет поддержать большой ток нагрузки (если для одного источника потребитель слишком мощный).

 

Но при этом очень важно чтобы источники имели одинаковые параметры (то есть были одного и того же типа - Е1 = Е2, r₁ =r₂), иначе между ними будут проходить вредные уравнительные токи, которые могут повредить их.

Параллельное соединение применяется, когда мощный потребитель нужно запитать от маломощных источников.

 

Смешанное соединение

Выполняется, когда нужно увеличить и напряжение и поддержать большой ток нагрузки. Т.е. когда ЭДС одного источника не хватает для напряжения на потребитель и один источник не способен выдержать весь ток нагрузки

 

Работа и мощность электрического тока

Работа тока – это энергия, которая выделяется при прохождении тока по проводнику. Работа электрического тока равна произведению напряжения, тока и времени. Работа электрического тока измеряется в Вт· сек, кВт· час (kW · h)

А = U · I · t, [Вт · сек ]. 1 кВт · ч = 3600000 Вт · сек

Мощность – это работа (энергия), совершенная (выделенная) за единицу времени:

P = А/t;

Электрическая мощность равна произведению напряжения на силу тока. P = U · I, [Вт, W ], (Ватт)

Мощность любой электрической машины определяет:

1) способность машины преодолевать механическую нагрузку на валу;

2) расход электроэнергии;

3) силу тока в цепи.

Прим. При включении в бытовую электрическую сеть напряжением 220В электрического прибора мощностью в 1 кВт в цепи протекает ток около 4,5 А.

 

Тепловое действие тока.

Количество тепловой энергии, которая выделяется при прохождении тока по проводнику, определяется законом Джоуля – Ленца:

Q = I ² · R · t, [Дж] (Джоуль).

Прим. 1 Дж = 1 Вт · сек, 1л.с.(лошадиная сила)≈760Вт

 

1.20. Плотность тока.

Плотность тока определяет силу тока, приходящуюся на один квадратный миллиметр площади поперечного сечения проводника.

δ ( дельта (греческий)) = I / S, [ А/ мм² ]

В зависимости от материала проводника, класса изоляции, типа проводки и условий охлаждения определяют номинальную и допустимую (предельную) плотность тока, превышение которой может повредить изоляцию

А А

Пример (для алюминиевых проводов): δ _ном ≈ 6 -----, δ _доп ≈ 9 -----

мм² мм²,

при большей плотности тока плавится изоляция. Это значит, что стандартная алюминиевая проводка сечением 2.5 мм² рассчитана на ток 16А (мощность около 3,5кВт). Предельный ток 23 – 24 А (около 5 кВт). Для медного провода данные значения выше на 30-40%.

Упрощенно, для подбора сечения проводов, используется следующее соотношение: для алюминия – 1 мм² сечения на 1кВт. Для меди - 1 мм² на 2 кВт мощности потребителей.

 

 

Переходное сопротивление.

Это повышенное сопротивление контактов из–за их подгара, малой площади контакта, силы нажатия, окисления и т.п. Из-за недостаточной эффективной площади контакта увеличивается плотность тока и происходит переброс тока по воздуху в виде искрения. Нагрев контактов ускоряет процесс окисления, качество контакта еще более ухудшается.

Для уменьшения переходного сопротивления контакты зачищают, облуживают, вставляют в наконечники, соединяют клеммами, спаивают, выполняют посеребрение контактных поверхностей

 

 

 

Раздел. Электромагнетизм.

Магнетизм -это свойство некоторых тел притягивать к себе железные предметы. Такие тела называют магнитами. Они бывают естественные и искусственные.

 

Свойства магнитов.

ü Наибольшей силой притяжения обладают полюса (в магнетизме, в отличие от электричества полюса обозначаются не (+) и (-), а север (N) и юг (S) от английских слов North и South).

ü Одноименные полюса – отталкиваются, а разноименные – притягиваются.

ü Разделить полюса невозможно (если разрезать магнит - получиться два отдельных магнита со своими парами полюсов).

ü Магниты размагничиваются от нагреваний и ударов (вибрации).

 

Магнитное поле

Магнитное поле - это особый вид материи, который образуется:

Ø Вокруг магнитов;

Ø Вокруг движущихся электрических зарядов, т.е. проводников с током;

Ø При изменении электрического поля.

 

Всякое изменение электрического поля образует магнитное поле и, наоборот, изменение магнитного поля порождает электрическое. Такое взаимодействие полей называется - электромагнитные волны. В том числе: радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое, инфра-красное излучение и пр.

Магнитное поле обозначается силовыми линиями, которые (в отличие от электрических силовых линий) всегда замкнуты, располагаются не только снаружи, но и внутри источника и направлены в ту сторону, куда поворачивается северный конец магнитной стрелки компаса, т.е. снаружи источника магнитные силовые линии направлены от севера (N) к югу (S).

Примечание: электрические и магнитные поля распространяются во взаимоперпендику-лярных плоскостях.

 

Силовые линии магнитного поля проводника с током распространяются в плоскости, перпендикулярной направлению тока. Направление этих силовых линий определяется по правилу буравчика: буравчик мысленно вворачиваем по направлению электрического тока в проводнике, тогда направление вращения его рукоятки будет указывать направление магнитных силовых линий. Направление тока обозначается крестом (ток – от нас) или точкой (ток – к нам).

Прим. Направление тока в проводнике определяется при помощи стрелки. Если стрелка показывает своё оперение, то ток направлен от нас, если свое остриё, то к нам.