Пастаянны ток. Электрычныя ланцугі пастаяннага току: разлік

Пастаянным токам з'яўляюцца перасоўваюцца ў вызначаным кірунку часціцы з зарадам. Па-іншаму ток можна назваць такімі велічынямі, як сіла току або напружанне, якія з'яўляюцца сталымі і ў кірунку, і па значэнні.

Разгледзім яго характарыстыку, прымяненне, а таксама электрычныя ланцугі пастаяннага току. Адкажам на пытанні, якім чынам праводзіцца даследаванне электрычнай ланцугу, як яна разлічваецца і на некаторыя іншыя.

Ад плюсу да мінусу ці наадварот?

У крыніцы электроны перасоўваюцца ад мінусовага значэння да плюсавай. Нягледзячы на тое што ўсе пра гэта ведаюць, прынята лічыць напрамак ад плюсу да мінусу. Цікава чаму? Нам тлумачаць, што так гістарычна склалася. Але ці так гэта на самай справе? Бо гэтая «гісторыя» склалася ў нейкі зусім нязначны прамежак часу.

У пастаянным токе дзейнічаюць галоўныя законы электратэхнікі: закон Ома і законы Кірхгофа. Ток называлі раней гальванічным, паколькі атрымалі яго ў выніку гальванічнай рэакцыі. Калі электрычны ток пачалі праводзіць у дома, вяліся жорсткія спрэчкі аб тым, які ток ўводзіць: пастаянны або пераменны. «Вайну» выйграў другі, так як ён апынуўся менш затратным. Яго значна прасцей перадаваць на вялікія адлегласці дзякуючы лёгкай трансфармацыі.

Як атрымліваецца пастаянны ток

Але і не знік з выкарыстання пастаянны ток. Электрычныя ланцугі пастаяннага току сустракаюцца, да прыкладу, у акумулятарах.

Ток выпрацоўваецца пры дапамозе электрамагнітнай індукцыі, пасля чаго адбываецца выпростванне калектарам. Такую рэакцыю вырабляе генератар, дзе таксама выпрацоўваецца пастаянны ток. Электрычныя ланцугі пастаяннага току могуць трансфармавацца з пераменнага за кошт пераўтваральнікаў і выпрамнікоў.

вобласць прымянення

Прымяненне гэтага віду дастаткова шырока. У большасці бытавых прыбораў дома, да прыкладу, у кампутарным мадэме, зарадцы для мабільніка, электрачайнік або кухонным камбайне працуе менавіта пастаянны ток. Электрычныя ланцугі пастаяннага току выпрацоўваюцца і пераўтворацца на аўтамабільным генератары і любым партатыўным прыборы. На ім функцыянуюць усе прамысловыя рухавікі, а ў асобных краінах нават высакавольтныя лініі электрычных перадач. Нават у некаторых медыцынскіх прыборах ён ужываецца.

Пастаянны ток з'яўляецца больш бяспечным, так як смяротны зыход можа наступіць пры ўдары токам ад 300 ма, а пры пераменным - ужо пры 50-100 ма.

электрычная ланцуг

Сувязь забяспечваецца усімі прыладамі, дзякуючы якім ажыццяўляецца перадача, размеркаванне і пераўтварэнне цеплавой, электрамагнітнай, светлавой і іншых відаў энергоинформации. Працэсы апісаны такімі электрарухаючая сіламі, як ток і напружанне.

Асноўныя элементы электрычных ланцугоў пастаяннага току

Асноўныя элементы - гэта прыёмнікі і крыніцы энергоинформации, якія злучаюцца праваднікамі. У крыніцах розныя віды энергіі пераўтворацца ў электрычную. А ў прымачах, наадварот, электраэнергія пераходзіць у іншыя віды.

Ланцуга, дзе пераўтварэнне, перадача і атрыманне электрычнай энергіі адбываецца пры сталым значэнні напружання і току на працягу ўсяго часу, называюцца ланцугамі пастаяннага току. Там, дзе працэс адбываецца з пераменным значэннем - ланцугамі пераменнага току.

Каб вырабіць разлік і даследаванне электрычнай ланцугу пастаяннага току (лабараторная праца для гэтых мэтаў звычайна служыць), ужываецца схема замяшчэння, то ёсць ідэалізаваная ланцуг для разліку рэальнай. Каб яе атрымаць, замяніць трэба ўсе элементы схемы. Фізічныя працэсы павінны быць выяўленыя ў кожным матэматычным апісанні.

рэзістыўныя элементы

Рэзістар з'яўляецца адным з прымачоў электроцепи. Яго характарызуе актыўны супраціў, якое вымяраецца ў омах. Рэзістыўныя супраціву ці, як іх яшчэ называюць, актыўныя ўводзяцца ў схемы замяшчэння, каб ўлічваць пераўтворыцца электрамагнітную энергію ў іншыя віды.

Разлік складаных электрычных ланцугоў пастаяннага току адбываецца, калi задаць станоўчае напрамак усіх токаў і высілкаў. Выбіраюць кірунак іх вузла, які мае вялікі патэнцыял да вузла з меншым патэнцыялам.

Пры незалежных супраціве ад току рэзістар называюць лінейным, а электрычны ланцуг - лінейнай рэзістыўнай. Вольт-ампернай характарыстыка выяўляецца праз лінейную функцыю, якая праходзіць праз пачатак каардынат.

Пры аналізе такіх ланцугоў часта ўжываюць прынцып спрашчэння, які складаецца ў замене складаных участкаў электрычнай ланцугу на простыя. Але ток і напружанне мяняцца не павінны. Тады ланцуг згорнецца да самага простага выгляду. Злучаныя рэзістыўныя элементы павінны быць паралельна і паслядоўна ператвораныя.

Паслядоўнае і паралельнае злучэнне

Пры паслядоўным злучэнні ва ўсіх элементах ток мае адно і тое ж значэнне. Тут напружанне вызначаецца з дапамогай сумы ўсіх уключаных супраціваў, памножанай на I, гэта значыць:

U = (R1 + R2 + RN) I = RI.

Пры раўналежным злучэнні ўжываецца пастаяннае напружанне, затое ток уяўляе сабой суму токаў на кожным з элементаў. Таму яго можна прадставіць як твор напружання на эквівалентную праводнасць актыўных элементаў. А яна, у сваю чаргу, роўная суме якія праводзяцца элементаў. Вось з чаго складаецца пастаянны ток.

Электрычныя ланцугі пастаяннага току, акрамя гэтага, ўтрымліваюць крыніцы напружання і току.

крыніцы

Незалежнае напружанне (ЭРС, ток) ад супраціву вонкавага ланцуга называюць яго крыніцай. Крыніца ЭРС (напружання) вымяраецца на халастым ходу, гэта значыць, дзе ток у крыніцы роўны нулю. У схемах замяшчэння рэзістар ўлічвае цеплавыя энергетычныя страты, якія вылучаюцца з крыніцы. Калі ён роўны нулю, а крыніца току - бясконцасці, гэта - ідэальны крыніца. Рэальны заўсёды мае канчатковае значэнне.

Знешнія характарыстыкі наступныя: у крыніц ЭРС і напружання залежнасць ўзнікае ад працякалага току, а каля крыніцы току - ад напругі на зацісках.

Рэальныя крыніцы маюць лінейныя і нелінейныя ўчасткі. Разгледзім метады разліку лінейных электрычных ланцугоў пастаяннага току. Яны апісаны ў законе Ома для поўнага ланцуга, дзе I = E / (Rh + Rbh). Тады U = E- RbhI. З гэтых формул выводзяцца ўнутраны супраціў і ўнутраная праводнасць:

• Rbh = ΔU / ΔI;
• Gbh = ΔI / ΔU.

Разлік нелінейных электрычных ланцугоў пастаяннага току вырабляецца на аснове закона Кірхгофа. Метады разліку для лінейных і нелінейных схем розныя. Таму апошнія ў рамках дадзенага артыкула не разглядаюцца.

Прыборы для вымярэння лінейнага ўчастка

Электрычная ёмістасць ланцугу пастаяннага току ўтрымлівае крыніцы. А прыборамі, яго вымяраюць, з'яўляюцца: вальтметр для вымярэння напружання на ўчастку ланцуга і амперметр для паслядоўнага ўключэння ў ланцуг. Пры нулявым значэнні ўнутранага супраціву і праводнасці прыборы з'яўляюцца ідэальнымі.

Спосабы ўключэння становяцца больш зразумелымі пры разглядзе іх з ужываннем вымярэння супраціву. Па законе Ома R = U / I.

Мы ведаем, што рэальныя прыборы не маюць нулявога значэння. Таму магчымыя толькі два варыянты іх уключэння:

• ўнутраны супраціў вальтметра ў разы больш вымяранага амперметра - такое, каб зніжэнне напружання на ім не скарачала зніжэнне на вымярацца супраціве, а напружанне, якое вымяраецца вальтметрам павінна адпавядаць працоўнага дыяпазону;
• ўнутраны супраціў вальтметра сувымерна з вымяраным, а амперметра - істотна менш вымяранага.

Эксперымент і заданні для кантрольнай работы

Для вымярэння напружання і току прымяняюцца адпаведныя генератары. Унутраны супраціў у іх вымяраецца з дапамогай перамыкачоў.

Вальтметр і амперметр ўваходзяць у блок АВ1.

Для вымярэння супраціву прымяняюцца спецыяльныя схемы. У крыніцы электрарухаючая сілы ўнутраны супраціў павінна быць выключана.

У рэкамендуемым заданні, якое павінна мець кантрольная работа, электрычныя ланцугі пастаяннага току вывучаюцца з дапамогай вызначэння параметраў крыніцы электрарухаючая сілы, крыніцы току, вымярэння супраціву, вывучэння ўключэння паралельнага і паслядоўнага супраціваў, ВАХ.