Каталог статей

 Постоянный ток

1. Понятие об электрическом токе.

Проводники характерны большим количеством свободных электронов, находящихся в постоянном хаотическом движении. Но электроны можно заставить двигаться в каком-то определен­ном направлении, если, например, поместить проводник в элек­трическое поле.

Упорядоченное перемещение свободных электронов по провод­нику называется электрическим током.

Ток обозначается буквой I и величина его определяется по формуле

I=Q/t (к/сек)

где Q - суммарный электрический заряд электронов,  прохо­дящих через поперечное сечение проводника, к-кулон; t - время прохождения заряда, сек.

Основной единицей измерения тока является ампер (А). Для измерения больших токов пользуются единицей килоампер:

1 кА = 1000 А.

В некоторых случаях приходится иметь дело с очень малыми токами и тогда их измеряют в милли- и микроамперметрах.

Для измерения величины тока используются амперметры, килоамперметры, миллиамперметры и микроамперметры.

Выработка, передача и потребление электроэнергии всегда происходит в замкнутой электрической цепи. Простейшая электрическая цепь должна состоять из источника тока, потребителя и соединительных проводов.

Источником тока (1) могут быть гальванические элементы, аккумуляторы или генераторы. Потребителями (2) являются электронагревательные приборы, электродвигатели, электрические лампы и т.п. Соединительные провода (3) служат для передачи электроэнергии от источника тока к потребителю.

В замкнутой цепи источник тока создаёт поток электронов, которые перемещаются от отрицательного зажима источника к положительному. Однако направление тока принято считать от плюса источника к минусу. Это объясняется тем, что при развитии науки об электричестве, когда не было  ясного представления о природе тока, считалось , что положительный зажим источника имеет более высокий потенциал, чем отрицательный. Поэтому принятое направление тока от плюса к минусу сохранилось до наших дней.

2. Сопротивление и проводимость проводников.

При движении по проводнику электроны непрерывно сталкиваются с атомами вещества проводника. В результате столкновений электроны теряют часть своей энергии. Эта энергия расходуется на нагревание проводника. Таким образом, сопротивление проводника можно характеризовать как его способность препятствовать прохождению тока.

Для измерения сопротивления служат омметры, мегомметры. Их обозначение дано на рисунке.

Величина сопротивления, которое оказывает проводник движению электронов, зависит от их количества в единице объёма и от взаимного расположения атомов в материале проводника. В различных проводниковых материалах эти условия различны, отчего и сопротивление этих материалов неодинаково. Например, алюминий оказывает меньшее сопротивление току, чем сталь, но большее, чем медь.

Для того чтобы при расчётах учесть способность разных проводников проводить ток, вводится понятие удельного сопротивления. Оно обозначается буквой   þ (ро).

Удельное сопротивление - это сопротивление проводника длиной 1метр и поперечным сечением 1 квадратный миллиметр.

Обмотки электрических машин, трансформаторов, электроизмерительных приборов, осветительные и силовые электропроводники при работе не должны заметно нагреваться, поэтому материалом для их изготовления должны служить проводники с малым удельным сопротивлением, такие, например, как медь и алюминий.

Сопротивление проводника зависит не только от материала, из которого он изготовлен. Оно зависит и от его размеров - длины и площади поперечного сечения. Зная длину проводника, площадь поперечного сечения и удельное сопротивление материала, из которого он изготовлен, можно посчитать его сопротивление.

Термин сопротивление имеет два значения. Во-первых, это - свойство проводника препятствовать прохождению тока. Мы говорим, что, например, спираль электронагревателя имеет сопротивление 20 Ом, провода линии электропередачи - 2,4 Ом и т.д. Во-вторых, сопротивления -  это устройства (радиоэлементы, радиокомпоненты) предназначенные для уменьшения тока в цепи, в которую они включены. Часто такие сопротивления называют резисторами.

Постоянные резисторы                                                                     Переменные резисторы

Резисторы делятся на постоянные и переменные.Постоянными резисторами считаются такие, величину которых мы произвольно менять не можем. Переменные резисторы имеют конструкцию, позволяющую изменять их сопротивление в определённых пределах.