06.10.2021г.

ПРЕДМЕТ: "ЭЛЕКТРОТЕХНИКА".

Преподаватель: Пархоменко Лариса Ивановна.

ГРУППА № 406  Темы уроков: " Постоянный ток", "Характеристики электрической цепи."

Изучить материал и составить краткий конспект. 

Постоя́нный ток — электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.

Постоянный ток является разновидностью однонаправленного тока. Однонаправленный ток  — это электрический ток, не изменяющий своего направления. Величина постоянного тока  и электрического напряжения  для любого момента времени сохраняется неизменной.

При постоянном токе через каждое поперечное сечение проводника в единицу времени протекает одинаковое количество электричества (электрических зарядов).

Постоянный ток — это постоянное направленное движение заряженных частиц в электрическом поле.

В каждой точке проводника, по которому протекает постоянный ток, одни элементарные электрические заряды непрерывно сменяются другими, совершенно одинаковыми по сумме электрическими зарядами. Несмотря на непрерывное перемещение электрических зарядов вдоль проводника, общее пространственное их расположение внутри проводника как бы остаётся неизменным во времени, или стационарным.

Переносчиками электрических зарядов являются:

• в металлах — свободные электроны;
• в электролитах — ионы: катионы и анионы;
• в газах — ионы и электроны;
• в вакууме — электроны, образовавшиеся при электронной эмиссии;
• в полупроводниках — электроны и дырки.

Постоянное движение электрических зарядов создаётся и поддерживается сторонними силами, которые могут иметь химическую (в гальванических элементах), электромагнитную (динамо-машина постоянного тока), механическую (электрофорная машина) или иную (например, радиоактивную в стронциевых источниках тока) природу. Во всех случаях источник тока является преобразователем энергии сторонних сил в электрическую.

Электрическое поле, сопутствующее постоянному току в проводнике и в соответствии с этим стационарное распределение в нём электрических зарядов, называется стационарным (неизменным во времени) электрическим полем.

Электрические заряды в стационарном электрическом поле нигде не накапливаются и нигде не исчезают, так как при всяком пространственном перераспределении зарядов неизбежно должно было бы измениться стационарное электрическое поле и соответственно ток перестал бы быть постоянным по времени.

Для стационарности поля и тока требуется, чтобы электрические заряды нигде не накапливались и нигде не терялись, а перемещались непрерывным и равномерным потоком вдоль проводников. Для этого необходимо, чтобы проводники совместно образовывали замкнутый на себя контур. В этом случае будет достигнуто непрерывное круговое равномерное движение электрических зарядов вдоль всего контура.

Постоянный электрический ток может существовать только в замкнутом на себя контуре, состоящем из совокупности проводников электричества, в котором действует стационарное электрическое поле.

                                 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ЦЕПИ.

Электрическая цепь и ее характеристики

Электрической цепью называется совокупность электротехнических устройств, создающих замкнутый путь электрическому току. Она состоит из источников (генераторов) энергии, приемников энергии (нагрузки) коммутирующей, измерительной аппаратуры и соединительных проводов.

 ЭДС, токи и напряжения, изменяющиеся во времени, обозначаются строчными латинскими буквами е, i, u, а ЭДС, токи и напряжения, неизменные во времени, обозначаются заглавными латинскими буквами E, I, U.

Графическое изображение электрической цепи называется электрической схемой. В схеме различают ветви, узлы и контуры. Ветвь – это часть схемы, состоящая из последовательно соединенных источников, приемников и других элементов цепи, и через них протекает одинаковый ток. Узел – точка схемы, в которой соединены не менее трех ветвей (ветви начинаются и заканчиваются на узлах цепи). Контур – замкнутый путь по элементам схемы.

При расчетах электрических цепей необходимо задаться направлениями токов, напряжений и ЭДС. Эти направления указывают на схемах стрелками.  За направление тока принято направление движения положительных зарядов, т. е. стрелка у тока направлена от большего потенциала к меньшему потенциалу. Направление напряжения в приемнике всегда указывают в ту же сторону, что и у тока.

Любая электрическая цепь в общем случае может характеризоваться тремя параметрами: сопротивлением R, индуктивностью L и емкостью С.

Сопротивление R характеризует способность цепи преобразовывать электромагнитную энергию в тепловую.

Величина сопротивления любого элемента цепи определяется как отношение постоянного напряжения на этом элементе к постоянному току в нем и измеряется в омах (Ом):

 .

Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью. Она обозначается G и измеряется в сименсах (См): 

Индуктивность L характеризует способность цепи накапливать энергию магнитного поля. Такой способностью обладают любой проводник с током или система проводов. 

Эта энергия не преобразуется в тепло, а существует в цепи в виде некоторого запаса энергии. Когда ток в цепи равен нулю, запаса энергии магнитного поля в ней нет.

Величина индуктивности определяется как отношение потокосцепления цепи y к току i и измеряется в генри (Гн):

 . (1.2)

Потокосцеплением называется сумма магнитных потоков всех витков катушки. В простейшем случае для катушки на замкнутом стальном сердечнике можно считать, что ее потокосцепление есть магнитный поток Ф, умноженный на число витков w: Y = Ф w.

Емкость С характеризует способность цепи накапливать энергию электрического поля.

Эта энергия не преобразовывается в тепловую энергию, а существует в цепи в виде некоторого запаса. Если напряжение между проводами отсутствует, то и запаса энергии электрического поля в цепи нет.