Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Определения силы тока, напряжения и мощности
Сила тока, напряжение и мощность, которые уже рассматривались в курсе физики, являются интегральными величинами электромагнитного поля. Электрический ток – это явление направленного движения заряженных частиц. Количественную меру этого движения в ГОСТе определяют как силутока. Но в электротехнических дисциплинах принято говорить просто: ток. Величину тока определяют как скорость изменения заряда во времени: где q– заряд. Так как током называют и явление, и его количественную меру, у многих складывается впечатление, что ток – величина векторная. Стрелкой насхеме обозначают направление движения положительно заряженных частиц. Если величину тока определить упрощенно, то это – количество зарядов через поперечное сечение проводника в единицу времени. Очевидно, чтоэто величина скалярная. В результате расчетов ток может получиться с разными знаками. Токположительный, если его выбранное направление совпадает с направлениемдвижения положительных зарядов. Ток измеряют в амперах (А). Французский академик Андре Мари Ампер ввел понятие электрического тока. Человек начинает ощущать ток в своем теле при его величине 0,005 А. Ток 0,05 А опасен для жизни. Ток в люминесцентной лампе 0,15 А, в лампенакаливания – 0,2–1 А, в холодильнике – 0,5–0,8 А, в бытовых нагревательных приборах – 2–8 А, в электродвигателе трамвайного вагона – от 100 А ивыше, в индукторе печи для плавления алюминия – 18000 А. Напряжение – количество энергии, затраченной на перемещение единичного заряда из одной точки электромагнитного поля в другую: где W – энергия. Потенциал – количество энергии, затраченной на перемещение единичного заряда из бесконечности в какую-либо точку электромагнитногополя. Отсюда напряжение – это разность потенциалов. Эта величина тоже скалярная. Может быть положительной и отрицательной. Напряжение положительно, еслипотенциал точки 1, из которого направлена стрелка u12(см. рис. 15), выше потенциала точки 2. Индексация показывает направление ко второму индексу. Рисунок 15 Единица измерения напряжения – вольт (В). Названа вчесть итальянца Алесандро Вольта, создателя первого источника электрической энергии – «Вольтова столба». Онпервым ввел понятие напряжения. Мощность – это скорость изменения энергии во времени:
Умножим и разделим на dt
Следовательно, мощность – это произведение напряжения на ток. Единица измерения мощности в общем случае – В А (Вольт-Ампер).
Источник электрической энергии (источник питания) – это преобразователь неэлектрической энергии в электрическую. Механическая энергия преобразуется в электрическую в электромеханических генераторах постоянного и переменного тока; химическая – в гальванических элементах и аккумуляторах; световая – в фотоэлементах; тепловая в термопарах. Идеальные источники электрической энергии делятся на: -идеальный источник тока; -идеальный источник ЭДС. Идеальный источник тока характеризуется бесконечно большим сопротивлением и неизменным значением силы тока. Идеальный источник ЭДС характеризуется бесконечно малым сопротивлением и неизменным значением напряжения. Источниками электрической энергии по отношению к потребителям являются также трансформаторы и выпрямители. Первые применяются в сетях переменного тока для изменения величины напряжения при передаче и распределении электроэнергии; вторые – для получения постоянного тока из переменного. В реальных условиях существование идеальных источников невозможно, поэтому в схемах замещения используют понятие источника напряжения (рис. 1) или источника тока (рис. 2). Рисунок 1 – Реальный источник ЭДС Рисунок 2 – Реальный источник тока Источник электрической энергии характеризуется следующими величинами: - электродвижущей силой (ЭДС) Е, которая измеряется в вольтах (В) и характеризует способность источника создавать ток во внешней цепи; - внутренним сопротивлением r0, (Ом); - напряжением на зажимах U, величина которого в реальном источникезависит от величины тока I, отдаваемого им в цепь и определяется выражением U = Е – I·r0 - развиваемой мощностью Рист.; Рист. = Е·I - отдаваемой приемникам электрической цепи мощностью Рпр.; Рпр. = U·I - коэффициентом полезного действия η; η=Рпр./Рист. = U·I/ Е·I = U/Е При выполнение расчетов параметров электрических схем, в некоторых случаях, имеется необходимость взаимной замены источников электрической энергии. При замене источника ЭДС на источник тока и обратно внутренне сопротивление источника остается неизменным, при этом взаимосвязь между ЭДС и током источника описывается следующим выражением: Е=I·r0, где Е – ЭДС реального источника ЭДС, В; I – ток короткого замыкания реального источника тока, А; r0 – внутренне сопротивление реального источника ЭДС или тока, Ом.
Закон Ома для участка цепи В настоящее время под законом Ома понимают все соотношения, связывающие между собой напряжение и ток. В курсе ТОЭ рассматривается три закона Ома: -Закон Ома для участка цепи; -Закон Ома для полной цепи; -Закон Ома для активной ветви. Закон Ома для участка цепи показывает взаимосвязь между силой тока I, протекающей через участок цепи, и напряжениемU, приложенному к этому участку. В общем виде закон Ома для участка цепи описывается выражением: I=U/R=U·G, где R – сопротивление участка цепи, Ом; G=1/R=R-1 – проводимость участка цепи, См. Схема, к которой применяется закон Ома для участка цепи, представлена на рисунке 3. Рисунок 3 – Участок цепи Закон Ома для полной цепи показывает взаимосвязь между силой тока I, протекающей через контур полной цепи, ЭДС источника Е, внутренним сопротивлением источника ЭДС r и сопротивлением нагрузки R. В общем виде закон Ома для полной цепи описывается выражением: I=E/(r+R), где E – ЭДС источника, В; r – внутреннее сопротивление источника ЭДС, Ом; R – сопротивление нагрузки, Ом. Схема, к которой применяется закон Ома для полной цепи, представлена на рисунке 4. Рисунок 4 – Полная цепь
|
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 210. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |