44. Направление тока и направление линий его магнитного поля -. Направление тока в проводнике

Введение и определения

Удельная электрическая проводимость (или удельная электропроводность) является мерой способности вещества проводить электрический ток или перемещать электрические заряды в нем. Это отношение плотности тока к напряженности электрического поля. Если рассмотреть куб из проводящего материала со стороной 1 метр, то удельная проводимость будет равна электрической проводимости, измеренной между двумя противоположными сторонами этого куба.

Удельная проводимость связана с проводимостью следующей формулой:

где G — электрическая проводимость, σ — удельная электрическая проводимость, А — поперечное сечение проводника, перпендикулярное направлению электрического тока и l — длина проводника. Эту формулу можно использовать с любым проводником в форме цилиндра или призмы. Отметим, что эту формулу можно использовать и для прямоугольного параллелепипеда, потому что он является частным случаем призмы, основанием которой является прямоугольник. Напомним, что удельная электрическая проводимость — величина, обратная удельному электрическому сопротивлению.

Людям, далеким от физики и техники, бывает сложно понять разницу между проводимостью проводника и удельной проводимостью вещества. Между тем, конечно, это разные физические величины. Проводимость — это свойство данного проводника или устройства (например, резистора или гальванической ванны), в то время как удельная проводимость — это неотъемлемое свойство материала, из которого изготовлены этот проводник или устройство. Например, удельная проводимость меди всегда одинаковая, независимо от того как изменяется форма и размеры предмета из меди. В то же время, проводимость медного провода зависит от его длины, диаметра, массы, формы и некоторых других факторов. Конечно, похожие объекты из материалов с более высокой удельной проводимостью имеют более высокую проводимость (хотя и не всегда).

В Международной системе единиц (СИ) единицей удельной электрической проводимости является сименс на метр (См/м). Входящая в нее единица проводимости названа в честь немецкого ученого, изобретателя, предпринимателя Вернера фон Сименса (1816–1892 гг.). Основанная им в 1847 г. компания Siemens AG (Сименс) является одной из самых больших компаний, выпускающих электротехническое, электронное, энергетическое, транспортное и медицинское оборудование.

Диапазон удельных электрических проводимостей очень широк: от материалов, обладающих высоким удельным сопротивлением, таких как стекло (которое, между прочим, хорошо проводит электрический ток, если его нагреть докрасна) или полиметилметакрилат (органическое стекло) до очень хороших проводников, таких как серебро, медь или золото. Удельная электрическая проводимость определяется количеством зарядов (электронов и ионов), скоростью их движения и количеством энергии, которое они могут переносить. Средними значениями удельной проводимости обладают водные растворы различных веществ, которые используются, например, в гальванических ваннах. Другим примером электролитов со средними значениями удельной проводимости является внутренняя среда организма (кровь, плазма, лимфа и другие жидкости).

Проводимость металлов, полупроводников и диэлектриков подробно обсуждается в следующих статьях Конвертера физических величин TranslatorsCafe.com: Подробнее об электрическом сопротивлении, Подробнее об удельном электрическом сопротивлении и Электрическая проводимость. В этой статье мы обсудим подробнее удельную проводимость электролитов, а также методы и простое оборудование для ее измерения.

Как направлен ток в проводнике

· За направление тока принимают направление упорядоченного движения (+) заряженных частиц.

· Направление тока совпадает с направлением напряжённости электрического поля, вызывающего этот ток.

Направление тока в металлическом проводнике противоположно направлению движения электронов.

Сила тока ( .

Величина, численно равная отношению заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени, к этому интервалу времени называется силой тока.

Единицы измерения силы тока в СИ: ампер

От чего зависит сила тока?

– концентрация с.н.з.

– скорость упорядоченного движения с.н.з.

– площадь поперечного сечения проводника

— заряд одной частицы

Электрическое сопротивление ( ) –

мера противодействия проводника установившемуся в нём электрическому току.

Электрическое сопротивление проводника– величина, характеризующая его свойство оказывать электрическому току противодействие, обусловленное внутренним строением проводника и хаотическим движением с.н.з. в нём, численно равная отношению напряжения на проводнике к силе тока в нём.

Единицы измерения сопротивления в СИ: ом

Как проводится проверка

После того, как мы разобрались с полупроводниками электрической схемы и предназначением прибора, можно ответить на вопрос «как проверить диод на исправность?». Вся суть проверки диодов мультиметром заключается в их односторонней пропускной способности электрического тока. При соблюдении этого правила элемент электрической схемы считается функционирующим правильно и без сбоев. Обычные диоды и Шоттки можно спокойно проверить с помощью данного прибора. Чтобы проверить этот полупроводниковый элемент мультиметром, необходимо проделать следующие манипуляции:

  • необходимо удостовериться, что на вашем мультиметре имеется функция проверки диодов;
  • при наличии такой функции подключаем щупы прибора к той стороне полупроводника, с которой будет осуществляться «прозвон». Если данная функция отсутствует, тогда переводим прибор с помощью переключателя на значение 1кОМ. Также следует выбрать режим для измерения сопротивления;
  • красный провод измерительного устройства необходимо подключить к анодному концу, а черный – к катодному;
  • после этого нужно наблюдать за изменениями прямого сопротивления полупроводника;
  • делаем выводы о имеющемся или отсутствующем напряжении

После этого прибор можно переключить, чтобы проверить на предмет утечки или высокого замыкания. Для этого необходимо поменять места вывода диода. В таком состоянии также необходимо провести оценку полученных значений прибора.

Единицы и размерности править править код

Размерность электрического сопротивления в Международной системе величин: dim R = L 2 MT −3 I −2 . В Международной системе единиц (СИ), основанной на Международной системе величин, единицей сопротивления является ом (русское обозначение: Ом; международное: Ω). В системе СГС как таковой единица сопротивления не имеет специального названия, однако в её расширениях (СГСЭ, СГСМ и гауссова система единиц) используются :

  • статом (в СГСЭ и гауссовой системе, 1 statΩ = (10 9 c −2 ) с/см = 898 755 178 736,818 Ом (точно) ≈ 8,98755·10 11 Ом, равен сопротивлению проводника, через который под напряжением 1 статвольт течёт ток 1 статампер );
  • абом (в СГСМ, 1 abΩ = 1·10 −9 Ом = 1 наноом, равен сопротивлению проводника, через который под напряжением 1 абвольт течёт ток 1 абампер ).

Размерность сопротивления в СГСЭ и гауссовой системе равна TL −1 (то есть совпадает с размерностью обратной скорости, с/см), в СГСМ — LT −1 (то есть совпадает с размерностью скорости, см/с) .

Обратной величиной по отношению к сопротивлению является электропроводность, единицей измерения которой в системе СИ служит сименс (1 См = 1 Ом −1 ), в системе СГСЭ (и гауссовой) статсименс и в СГСМ — абсименс .

Импенданс различных типов наушников

Внутриканальные наушники

Наушники внутриканального типа, как правило, имеют ровную кривую импеданса, и ее значения не отклоняются на 16, 24 или 32 Ом при частотах 20-20000 Гц.

Сопротивление внутриканальных наушников

Полноразмерные динамические наушники

В полноразмерных наушниках динамического типа довольно часто встречается неравномерная кривая импеданса с минимальным подъемом в области высоких частот и с локальным подъемом на низких частотах. Сопротивление может равняться 32 Ом на 0 Гц (без учета реактивной составляющей), но, как показывает практика, на определенных частотах его значение может быть вдвое больше.

Сопротивление полноразмерных динамических наушников

Неравномерности (подъемы) в кривой импеданса возникают вследствие резонансных явлений, а так же ввиду конструктивных особенностей самого излучателя внутри корпуса наушников. В жизни это выглядит так: наушники лежат на столе — кривая импеданса имеет одни значения, наушники одеты на голове (пространство задемпфировано) — кривая преобразуется в другую.

Сопротивление полноразмерных динамических наушников с ровной кривой

Что интересно, далеко не все динамические наушники имеют заметные отклонения или резонансы. Линия импеданса у некоторых из них условно прямая, но подбирать наушники, исходя из этого принципа, не рекомендуется. Ведь для достижения идеальных значений импеданса производителю приходится жертвовать другими более важными характеристиками.

В динамических наушниках топ-класса встречаются модели как с минимальными, так и со значительными отклонениями кривой импеданса. Если в наушниках наблюдается узкополосный подъем, тогда усилитель должен обладать низким выходным сопротивлением (для контроля низких частот). Соответственно, при значительных подъемах — нужен усилитель с высоким сопротивлением.

Изодинамические (ортодинамические) наушники

Сопротивление изодинамических (ортодинамических) наушников

Характерная черта изодинамических наушников — строго прямая линия импеданса. Формально изодинамические излучатели создают идеальную нагрузку на усилители, однако в области сверхвысоких частот (мегагерцы, гигагерцы) сопротивление некоторых из них стремится к 0. Особо неприятен тот факт, что далеко не все усилители способны работать в таком режиме, а это приводит к значительному ухудшению качества звука. На данный момент выпуском изодинамических наушников занимаются: Oppo, Abyss, Fostex, Audez’e, HiFiMan.

Внутриканальные арматурные наушники

Едва предсказуемо выглядит кривая импеданса во внутриканальных наушниках с излучателем арматурного типа. Так, в однодрайверных моделях есть одна общая черта — локальный подъем на верхней середине(1-3 кГц) и в области высоких частот. Благодаря локальному подъему практически все однодрайверные наушники звучат чисто на высоких частотах.

Сопротивление внутриканальных арматурных наушников

На низкочастотном диапазоне типовое сопротивление — 8, 16, 24 или 32 Ом. Выше 500 Гц на графике наблюдаются подъемы. В случае, если сопротивление внутриканальных арматурных наушников равно 100 Ом на 1 кГЦ — это не значит, что они высокоомные. По показаниям мультиметра их сопротивление может быть всего 16 Ом.

Многодрайверные и гибридные наушники

В многодрайверных и гибридных наушниках кривая импеданса сильно меняется в зависимости от модели. Предугадать все ее перегибы практически невозможно, особенно на частоте выше 500 Гц. Что касается просадки сопротивления, то она может доходить до 4 Ом, при наших 100 Ом на 1 кГц.

Сопротивление многодрайверных и гибридных наушников

Общая минерализация

Устройства для измерения удельной электрической проводимости часто используют для определения общей минерализации или содержания твёрдых веществ (англ. total dissolved solids, TDS). Это мера общего количества органических и неорганических веществ, содержащихся в жидкости в различных формах: ионизированной, молекулярной (растворенной), коллоидной и в виде суспензии (нерастворенной). К растворенным веществам относятся любые неорганические соли. Главным образом, это хлориды, бикарбонаты и сульфаты кальция, калия, магния, натрия, а также некоторые органические вещества, растворенные в воде. Чтобы относиться к общей минерализации, вещества должны быть или растворенными, или в форме очень мелких частиц, которые проходят сквозь фильтры с диаметром пор менее 2 микрометров. Вещества, которые постоянно находятся в растворе во взвешенном состоянии, но не могут пройти сквозь такой фильтр, называется взвешенными твердыми веществами (англ. total suspended solids, TSS). Общее количество взвешенных веществ обычно измеряется для определения качества воды.

Существует два метода измерения содержания твердых веществ: гравиметрический анализ, являющийся наиболее точным методом, и измерение удельной проводимости. Первый метод — самый точный, но требует больших затрат времени и наличия лабораторного оборудования, так как воду нужно выпарить до получения сухого остатка. Обычно это производится при температуре 180°C в лабораторных условиях. После полного испарения остаток взвешивается на точных весах.

Второй метод не такой точный, как гравиметрический анализ. Однако он очень удобен, широко распространен и является наиболее быстрым методом, так как представляет собой простое измерение проводимости и температуры, выполняемое за несколько секунд недорогим измерительным прибором. Метод измерения удельной электропроводности можно использовать в связи с тем, что удельная проводимость воды прямо зависит от количества растворенных в ней ионизированных веществ. Данный метод особенно удобен для контроля качества питьевой воды или оценки общего количества ионов в растворе.

Измеренная проводимость зависит от температуры раствора. То есть, чем выше температура, тем выше проводимость, так как ионы в растворе при повышении температуры движутся быстрее. Для получения измерений, независимых от температуры, используется концепция стандартной (опорной) температуры, к которой приводятся результаты измерения. Опорная температура позволяет сравнить результаты, полученные при разных температурах. Таким образом, измеритель удельной проводимости может измерять реальную проводимость, а затем использовать корректирующую функцию, которая автоматически приведет результат к опорной температуре 20 или 25°C. Если необходима очень высокая точность, образец можно поместить в термостат, затем откалибровать измерительный прибор при той же температуре, которая будет использоваться при измерениях.

Большинство современных измерителей удельной проводимости снабжены встроенным датчиком температуры, который используется как для температурной коррекции, так и для измерения температуры. Самые совершенные приборы способны измерять и отображать измеренные значения в единицах удельной проводимости, удельного сопротивления, солености, общей минерализации и концентрации. Однако еще раз отметим, что все эти приборы измеряют только проводимость (сопротивление) и температуру. Все физические величины, которые показывает дисплей, рассчитываются прибором с учетом измеренной температуры, которая используется для автоматической температурной компенсации и приведения измеренных значений к стандартной температуре.

Как освободить пострадавшего от действия электрического тока

Если пострадавший находится под действием тока, необходимо, прежде всего, принять меры к его освобождению от соприкосновения с проводником. Оказывающий помощь должен обеспечить собственную безопасность, помня, что и сам пострадавший является в таких случаях проводником тока и прикосновение к нему также опасно, как и к источнику тока. Если нельзя быстро выключить ток (отключить рубильник или выключатель, выкрутить пробки), надо перерезать провод инструментом (топором) с непроводящей ток сухой деревянной ручкой или кусачками с защитной изоляцией на рукоятке, став на сухую доску, сверток сухой одежды и т.д. Если и это невыполнимо, надо оттащить пострадавшего или приподнять его от пола, пользуясь сухим неметаллическим предметом (палкой, доской, верёвкой и пр.) или руками, обернутыми в непроводящую ток ткань, не касаясь обнаженных частей тела. Если на пострадавшего упал конец оборвавшегося провода, надо его отбросить или оттащить пострадавшего от проводника, действуя таким же образом.

Сопротивление электронной сигареты

Сопротивление атомайзера является важным параметром выбора. Его показатель – Ом. Проще говоря, чем он меньше, тем больше пара станет вырабатывать электронка. Он будет отличаться максимальной насыщенностью, яркой вкусопередачей. Стоит отметить, что так испаритель часто придется менять. Само собой, чем выше показатель сопротивления девайса, тем дольше она прослужит, но с ненасыщенным паром.

Чем отличаются атомайзеры, имеющие высокий и низкий показатель, мы разобрались. Однако вопрос о том, как выбрать более подходящие значения?

  1. 1,6 Ом – минимальный показатель. Пар отличается густотой и насыщенностью;
  2. 1,8 Ом – оптимальное и среднее число. Обладатель получит стандартные ощущения;
  3. 2,1 Ом – наиболее высокое значение. Пар вырабатывается холодным, легким, ненасыщенным.

Выбор оптимальных омов для нагревательного элемента определяется Вашими предпочтения в парении и вкусе. Различными изготовителями производятся испарители с разными показателями сопротивления спирали. Если знать их значение, то можно легко выбрать подходящий. К тому же, выпускаются определенные модели, где параметры нагревательного элемента выставляются обладателем.

Высокие показатели сопротивления обладают следующими плюсами:

  • пар в холодном состоянии увеличит срок эксплуатации атомайзера;
  • перегрев девайса практически исключается;
  • риск затяжку в сухую отсутствует;
  • минимальный расход жидкости;
  • меньший урон здоровью;
  • невозможно обжечься паром.

Естественно, низкие показатели превратят все достоинства в недостатки. Но на всякий товар найдется покупатель: есть любители погорячее, равно как и наоборот.

Определение — направление — ток

Определение направления тока в газопроводе производится по методу падения напряжения с помощью милливольтметра с пределами измерений 1 — 0 — 1 и 10 — 0 — 10: мв.

Схема измерения величин тока методом непосредственного включения амперметра.

Определение направления тока, протекающего по сооружению, ( производится одновременно с измерениями потенциалов сооружения относительно земли во всех колодцах, контрольных пунктах, шурфах, в которых измерялись потенциалы.

Схема измерения по методу компенсации величины тока, текущего по подземному металлическому сооружению.

Определение направления тока в подземном металлическом сооружении производится по методу падения напряжения с помощью милливольтметра с пределами измерений 1 — 0 — 1 и 10 — 0 — 10 ма. Контакт измерительных проводников с подземным металлическим сооружением осуществляется в зависимости от вида сооружения при помощи специальных свинцовых или стальных электродов.

Определение направления тока в газопроводе производится по методу падения напряжения с помощью милливольтметра с пределами измерений 1 — 0 — 1 и 10 — 0 — 10 мв.

Определение направления токов электризации различных участков позволяет установить распределение зон генерирования и рассеяния зарядов в аппарате, а измерение их величины — интенсивность этих процессов. Измеритель тока включают между исследуемым участком и землей.

Общий вид микроамперметра типа ЛМ.

Для определения направления тока вдоль газопровода используются милливольтметры ЛМ ( рис. 3), изготовляемые из микроамперметров типа ЛМ.

Схема включения указателя направления тока.

Для определения направления тока в цепи высокого напряжения используется лампа, наполненная неоном, внутри которой помещены два электрода в виде дисков так, что один находится над вторым, имеющим немного большие размеры.

Для определения направления тока, если неизвестны значения и — зажимов аккумулятора, следует поднести компас снизу под провод с током ( рис. 12, а) и наложить ладонь правой руки на провод так, чтобы большой палец накрывал северный ( синий) конец стрелки компаса, тогда остальные пальцы укажут направление тока в проводнике.

Следует признать такое определение направления тока довольно неудачным. Оно было сделано в те времена, когда представление об электронах и их свойствах еще не было введено и природа носителей заряда в металлах была еще неизвестна.

В этой схеме при определении направлений токов учтены знаки соответствующих генераторов напряжений.

Какое бы явление ни было положено в основу определения направления тока, например порождаемое током магнитное поле, все равно, как только дело дойдет до носителей тока, а сцену выступит двойственность. И, в частности, станет ясно, что приводимые в учебниках правила штопора или правила левой руки верны только в отношении определенных носителей тока.

Электробезопасность, чем опасно электричество

Так почему же электричество опасно для организма человека? Здесь можно назвать две основных причины. Это простое механическое повреждение тканей, а кроме того воздействие на нервную систему человека, приводящее к очень тяжелым последствиям.

Из истории развития электричества известно, что итальянский врач Луиджи Гальвани в своих опытах использовал препарированных лягушек, ведь никаких электроизмерительных приборов в то время еще не было. Слабый электрический ток, пропущенный через нервные окончания, заставлял сокращаться мышцы лягушачьих лапок. Сейчас это явление изучено достаточно хорошо, и всем известно, что не только лягушачьи лапки, а и все мышцы человека, включая сердечную, сокращаются от импульсов электричества, вырабатываемых центральной нервной системой. Человек имеет собственное электричество, весьма маломощное, но достаточное для управления всем организмом, всеми его органами. 

В случае контакта человека с оголенным проводником, находящимся под током, возможны две опасных ситуации. Во-первых, это воздействие на нервную систему. Как было сказано выше, организм человека управляется слабыми электрическими импульсами. В случае прохождения через ткани человека электрического тока от внешнего источника, организм реагирует на него, как будто на электрические сигналы своей центральной нервной системы. Но внешние сигналы могут оказаться намного сильнее внутренних, попросту их «заглушить», поэтому они вызывают беспорядочное, судорожное сокращение мышц, которые приходят в состояние постоянного напряжения и расслабить их не удается. В таких случаях говорят, что электрический ток притягивает.

ФизикаУчебник для 9 класса

§ 35. Направление тока и направление линий его магнитного поля

На рисунке 94 показано расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током, расположенного перпендикулярно плоскости чертежа. Из рисунка видно, что изменение направления тока приводит к повороту всех магнитных стрелок на 180°. Причём в обоих случаях оси стрелок располагаются по касательным к магнитным линиям.

Рис. 94. Направление линий магнитного поля, созданного проводником с током, зависит от направления тока в проводнике

Следовательно, направление линий магнитного поля тока зависит от направления тока в проводнике.

Эта связь может быть выражена правилом буравчика (или правилом правого винта), которое заключается в следующем: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока (рис. 95, 96).

Рис. 95. Применение правила буравчика: проводник с током расположен перпендикулярно плоскости чертежа

Рис. 96. Применение правила буравчика: проводник с током расположен в плоскости чертежа

С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направление линий магнитного поля, создаваемого этим током, а по направлению линий магнитного поля — направление тока, создающего это поле.

Для определения направления линий магнитного поля соленоида удобнее пользоваться другим правилом, которое иногда называют правилом правой руки. Это правило формулируется так: если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида (рис. 97).

Рис. 97. Определение направления линий магнитного поля внутри соленоида

Вы уже знаете, что магнитное поле соленоида (см. рис. 90) подобно полю постоянного полосового магнита (см. рис. 88). Соленоид, как и магнит, имеет полюсы: тот конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, является северным полюсом, а тот, в который входят, — южным.

Зная направление тока в соленоиде, по правилу правой руки можно определить направление магнитных линий поля внутри него, а значит, и его магнитные полюсы.

И наоборот, по направлению магнитных линий поля внутри соленоида или расположению его полюсов можно определить направление тока в витках соленоида.

Правило правой руки можно применять и для определения направления линий магнитного поля в центре витка с током.

Вопросы

  1. Опишите опыт, подтверждающий связь между направлением тока в проводнике и направлением линий магнитного поля, созданного проводником.
  2. Сформулируйте правило буравчика.
  3. Что можно определить, используя правило буравчика?
  4. Сформулируйте правило правой руки.
  5. Что можно определить с помощью правила правой руки?

Упражнение 32

  1. На рисунке 98 изображён проволочный прямоугольник, направление тока в нём показано стрелками. Перечертите рисунок в тетрадь и, пользуясь правилом буравчика, начертите вокруг каждой из его четырёх сторон по одной магнитной линии, указав стрелкой её направление.

    Рис. 98

  2. Определите направление тока в катушке и полюсы источника тока (рис. 99), если при прохождении тока в катушке возникают указанные на рисунке магнитные полюсы.

    Рис. 99

  3. Направление тока в витках обмотки подковообразного электромагнита показано стрелками (рис. 100). Определите полюсы электромагнита.

    Рис. 100

  4. Параллельные провода, по которым текут токи одного направления, притягиваются, а параллельные пучки электронов, движущихся в одном направлении, отталкиваются. В каком из этих случаев взаимодействие обусловлено электрическими силами, а в каком — магнитными? Почему вы так считаете?

Анализируем результаты

При проверке диодов (обычного и Шоттки) с помощью мультиметра, вы получите определенный результат. Теперь нужно понять, что он может означать. К признакам, которые свидетельствуют в пользу исправности полупроводника, относятся следующие моменты:

при подключении детали электросхемы к прибору последний будет выдавать величину имеющегося прямого напряжения в этом элементе;

Обратите внимание! Разные типы диодов обладают различным уровнем напряжения, по которому они и отличаются. Например, для германиевых изделий этот параметр составит 0,3-0,7 вольт. при подключении обратным способом (щуп прибора к аноду изделия) будет регистрироваться ноль

при подключении обратным способом (щуп прибора к аноду изделия) будет регистрироваться ноль.

Если эти два показателя соблюдаются, то полупроводник работает адекватно и причина поломки не в нем. А вот если хотя бы одни из параметров не соответствует, то элемент признается негодным и подлежит замене. Кроме этого следует учитывать, что возможна не поломка, а «утечка». Этот неприятный дефект может проявиться при длительной эксплуатации прибора или некачественной сборке. При наличии короткого замыкания или утечки, полученное сопротивление будет довольно низким. Причем вывод необходимо делать, основываясь на виде полупроводника. Для германиевых элементов этот показатель в данной ситуации будет иметь диапазон от 100 килоом до 1 мегаом, для кремниевых — тысячи мегаом. Для выпрямительных полупроводников данный показатель будет в разы больше. Как видим, своими силами не так уж и сложно провести оценку работоспособности полупроводников в любом электроприборе. Вышеописанный принцип подходит для проверки диодных элементов различных типов и видов. Главное в этой ситуации правильно подключить измерительный прибор к полупроводнику и проанализировать полученные результаты.

История править править код

В 1826 г. Георг Ом экспериментальным путем открыл основной закон электрической цепи, научился вычислять сопротивление металлических проводников и вывел закон Ома. Таким образом, в первом периоде развития электротехники (1800 –1831 годы) были созданы предпосылки для ее развития, для последующих применений электрического тока.

Само понятие «сопротивление» появилось задолго до изысканий Георга Ома. Впервые этот термин применил и употребил русский ученый Василий Владимирович Петров. Он установил количественную зависимость силы тока от площади поперечного сечения проводника: он утверждал, что при использовании более толстой проволоки происходит «более сильное действие… и весьма скорое течение гальвани-вольтовской жидкости». Кроме того, Петров четко указал на то, что при увеличении сечения проводника (при употреблении одной и той же гальванической батареи) сила тока в нем возрастает.

Источник напряжения и источник тока.

В
теории электрических цепей используют
понятия идеальные источники электрической
энергии: источник напряжения и источник
тока.

Им приписывают
следующие свойства:

Источник
напряжения
представляет собой активный элемент с
двумя зажимами, напряжение на котором
не зависит от тока, проходящего через
источник

Рис.2. Идеальный
источник напряжения и

его
вольтамперная характеристика(BAX).

Предполагается,
что внутри идеального источника
напряжения пассивные сопротивление,
индуктивность и емкость отсутствуют
и, следовательно, прохождение тока не
вызывает падения напряжения.

Упорядоченное
перемещение положительных зарядов в
источнике напряжения от меньшего
потенциала к большему возможно за счет
работы сторонних сил, которые присущи
источнику.

Величина
работы, производимой данными сторонними
силами по перемещению единицы
положительного заряда от отрицательного
полюса источника напряжения к
положительному по полюсу, называется
электродвижущей
силой (э.д.с.)
источника
и обозначается e(t).

На
рис.2(а) указано направление напряжения
на зажимах идеального источника, которое
всегда равно э.д.с. источника по величине
и противоположно ей по направлению.

Идеальный
источник напряжения называют еще
источником
бесконечной
мощности.
Это — теоретическое понятие. Величина
тока в пассивной цепи зависит от
параметров этой цепи и e(t).
Если зажимы идеального источника
напряжения замкнуть накоротко, то ток
цепи должен быть теоретически равен
бесконечности. В действительности при
замыкании зажимов источника ток имеет
конечное значение, так как реальный
источник обладает внутренним
сопротивлением.

Обычно
внутренние параметры источника конечной
мощности незначительны по сравнению с
параметрами внешней цепи и в некоторых
случаях (по условию задачи) могут вообще
не учитываться. Внутреннее сопротивление
источника напряжения на схемах замещения
изображается последовательно соединенным
с самим источником.

Рис.3. Источник
напряжения конечной мощности.

Источник
тока
представляет собой активный элемент,
ток которого не зависит от напряжения
на его зажимах.

Рис.4. Идеальный
источник тока и его вольтамперная
характеристика.

Предполагается,
что внутренне сопротивление идеального
источника тока равно бесконечности, и
поэтому параметры внешней цепи, от
которых зависит напряжение на зажимах
источника тока, не влияют на ток источника.

При
увеличении напряжения внешней цепи,
присоединенной к источнику тока,
напряжение на его зажимах, и следовательно,
мощность возрастают. Поэтому идеальный
источник тока теоретически так же
рассматривается как источник
бесконечной мощности.

Источник
тока конечной мощности изображен на
рис.5. g
– внутренняя проводимость источника.
Она характеризует внутренние параметры
источника и ограничивает мощность,
отдаваемую в цепь.

Рис.5. Источник
тока конечной мощности.

Часто
при решении задач методом эквивалентных
преобразований возникает необходимость
заменить реальный источник напряжения
эквивалентным источником тока или
наоборот. Преобразование осуществляется
по схеме и формулам рис.6.

(1)

Рис.6. Преобразования
источников конечной мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector