ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ.
Простейшая электрическая установка состоит из источника электрической энергии (гальванического элемента, аккумулятора, генератора и т. п.), потребителей или приемников электрической энергии (ламп накаливания, электронагревательных приборов, электродвигателей и т. п.) и соединительных проводов, соединяющих источник электрической энергии с потребителем.
Источник электрической энергии дает электрическую энергию, потребитель эту энергию преобразует в другие виды энергии: свет, тепло, движение и т. д.
Совокупность соединенных между собой источников электрической энергии, приемников и соединяющих их проводов (линия передачи) называется электрической цепью.
Последняя делится на внутреннюю и внешнюю части.
К внутренней части цепи относится сам источник электрической энергии.
Во внешнюю часть цепи входят соединительные провода, потребители, рубильники, выключатели, электроизмерительные приборы, т. е. все то, что присоединено к зажимам источника электрической энергии.
Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи. Разрыв цепи в любом месте вызывает прекращение электрического тока.
Электрическая схема - это графическое изображение электрической цепи, включающее в себя условные обозначения устройств и показывающее соединение этих устройств.
ЗАКОН ОМА
а) для участка цепи:
Как показывают опыты, ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален сопротивлению того же участка. Эта зависимость известна под названием закона Ома.
Если обозначим: I— ток в амперах,U— напряжение в вольтах, R— сопротивление в омах, то закон Ома можно представить формулой:
I= U/ R
т. е. ток на данном участке цепи равен напряжению на этом участке, деленному на сопротивление того же участка.
На рис. приведена электрическая цепь, состоящая из источника электрической энергии, потребителя, имеющего сопротивление R и длинных соединительных проводов, которые имеют сопротивление Rл, (сопротивление линии).
При работе схемы, т. е. при прохождении по цепи электрического тока, показание вольтметра, включенного в начале линии U 1будет больше показания вольтметраU2 включенного в конце линии
Такое уменьшение напряжения вдоль цепи по мере удаления от источника вызвано потерей напряжения в проводах ∆U
∆U = U 1 - U 2
Потеря напряжения в линии происходит потому, что часть напряжения будет теряться в
проводах линии. При этом потеря напряжения будет тем больше, чем больше ток линии и чем больше сопротивление проводов. Потеря напряжения равна току, протекающему по проводам линии, умноженному на сопротивление проводов:
∆U=IRпр
Б) для всей цепи
При рассмотрении электрической цепи мы до сих пор не принимали в расчет того, что путь тока проходит не только по внешней части цепи, но также и по внутренней части цепи, т. е. внутри самого элемента, аккумулятора или другого источника энергии.
Электрический ток, проходя по внутренней части цепи, преодолевает ее внутреннее сопротивление и потому внутри источника также происходит падение напряжения.
Следовательно, электродвижущая сила (ЭДС) источника электрической энергии идет на покрытие внутренних и внешних потерь напряжения в цепи.
Если Е — электродвижущая сила в вольтах, I— ток в амперах, R — сопротивление внешней цепи в омах, R0 — сопротивление внутренней части цепи в Oмах,
I=E/R+Ro
Это есть формула закона Ома для всей цепи. Ток в электрической цепи равен электродвижущей силе, деленной на сопротивление всей цепи (сумму внутреннего и внешнего сопротивлений).
При размыкании электрической цепи ток по ней проходить не будет. Ток не будет проходить также и внутри источника ЭДС, а следовательно, не будет и внутренней потери напряжения. Поэтому вольтметр при разомкнутой цепи покажет э. д. с. источника электрической энергии.
Таким образом, вольтметр, включенный на зажимы источника э. д. с., показывает:
при замкнутой электрической цепи — напряжение сети;
при разомкнутой электрической цепи — э. д. с. источника электрической энергии.
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 263;