Сведения из электротехники. Основные электрические величины

svedeniya iz elektrotehniki osnovnye elektricheskie velichiny Статьи

Основными электрическими величинами являются ток I, электродвижущая сила (э.д.с.) источника тока Е, напряжение V, сопротивление R и мощность Р.

Электрический ток. Электрический ток в металлических проводниках представляет собой поток электронов, движущихся от отрицательного полюса (—) источника тока к положительному (+). Различают два вида электрического тока: постоянный и переменный. При постоянном токе электроны движутся все время в одном направлении, при переменном — направление движения электронов меняется много раз в течение секунды.

Условно считают направление тока противоположным движению электронов. Принято считать, что ток движется от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Силой тока, или током, называется количество электричества, протекающее через поперечное сечение проводника в одну секунду. За единицу силы тока принят ампер. Прибор для измерения силы тока называется амперметром. В электрическую цепь амперметр включается последовательно.

Сопротивление. Металлические провода оказывают сопротивление проходящему по ним электрическому току. Величина сопротивления металлического проводника зависит от способности металла проводить ток, от длины проводника и площади его поперечного сечения. Чем больше длина проводника и чем меньше его поперечное сечение, тем больше сопротивление.

Э.д.с. и напряжение. Источники тока создают электродвижущую силу, которая приводит электроны в движение по проводнику. Расходуется эдс на преодоление сопротивления проводов, сопротивления обмо-. ток приборов, нитей электроламп и т. д. и на преодоление внутреннего сопротивления самого источника тока. Ту часть электродвижущей силы, которая расходуется на преодоление сопротивления проводника, включенного в электрическую цепь, называют напряжением на концах проводника. За единицу электродвижущей силы и напряжения принят вольт — такое напряжение, при котором в проводнике с сопротивлением в 1 ом протекает ток в 1 а. Прибор для измерения напряжения и эдс называется вольтметром. В электрическую цепь вольтметр включается параллельно.

Сила тока в проводнике, сопротивление проводника и напряжение на его зажимах связаны между собой следующей определенной зависимостью:

image 44

где I — сила тока (в амперах);

V — напряжение (в вольтах);

— сопротивление (в омах), согласно которой сила тока в проводнике пропорциональна напряжению на его зажимах и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Мощность. Мощность постоянного электрического тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение

image 45

где Р — мощность (в ваттах);

I — сила тока (в амперах);

V — напряжение (в вольтах).

Мощность измеряется ваттами пли киловаттами. Мощности 1 вт соответствует произведение силы тока в 1 а на напряжение 1 в. 1 кет равен 1000 вт.

Соединение потребителей и источников тока. /Потребители тока можно соединять между собой последовательно, параллельно и смешанно. При последовательном соединении ток последовательно проходит через все участки цепи, являясь для данной цепи ‘величиной постоянной. Напряжение на зажимах каждого из потребителей тока будет прямо пропорционально его сопротивлению, сопротивление всей цепи будет равно сумме сопротивлений всех включенных в цепь потребителей.

При параллельном соединении потребителей ток разветвляется по всем участкам цепи, проходит по ним одновременно. Все потребители находятся под одинаковым напряжением, сила тока в каждой ветви будет обратно пропорциональна сопротивлению ветви. Сила тока, подходящая к точке разветвления, будет равна сумме сил токов во всех ветвях.

На автомобилях, комбайнах и тракторах все потребители электроэнергии подключены к источникам тока параллельно, все находятся под одинаковым напряжением.

Источники тока, как и потребители, можно соединять между собой последовательно и параллельно. При последовательном соединении минус одного источника тока соединяется с плюсом другого, электродвижущие силы источников складываются, напряжение на зажимах батареи становится равным сумме напряжений всех источников. Примером последовательного соединения источников тока является аккумуляторная батарея. Эдс каждой банки равна 2 в, эдс всей батареи равна 6 или 12 в в зависимости от количества включенных <в батарею банок.

При параллельном соединении источников тока их одноименные полюса соединяются вместе. Напряжение на зажимах батареи остается равным напряжению на зажимах отдельных источников тока, а отдаваемый батареей ток увеличивается и становится равным сумме токов, отдаваемых всеми источниками.

Последовательно можно соединять источники тока, имеющие одинаковую емкость, а параллельно — одинаковую эдс.

Тепловое действие электрического тока. При передаче электрической энергии по проводнику часть ее расходуется на преодоление сопротивления проводника. Проводник при этом нагревается, т. е. часть электрической энергии превращается в тепловую. Количество выделенного тепла зависит от величины тока, напряжения на зажимах потребителя и времени действия тока.

Явление электромагнетизма. При прохождении тока по проводнику вокруг проводника возникает магнитное поле. Если свернуть проводник в виде катушки и пропустить по нему постоянный электрический ток, то магнитные поля отдельных витков сложатся Друг с другом и усилят магнитное поле внутри катушки. Помещенный внутрь такой катушки стальной сердечник намагничивается и, становясь сам магнитом, усиливает магнитное поле катушки. Такое устройство получило название электромагнита. Электромагниты нашли применение в генераторах, реле-регуляторах, звуковых сигналах и т. п.

Электромагнитная индукция. При перемещении проводника в магнитном поле или перемещении магнитного поля относительно проводника проводник будет пересекать магнитные силовые линии и в нем будет наводиться эдс. Если проводник замкнуть — в нем появится электрический ток.

Явление, при котором возникает электродвижущая сила в проводнике, пересекающем магнитные силовые линии, называется электромагнитной индукцией.

Величина индуктированной эдс становится тем больше, чем больше магнитных силовых линий пересекает проводник в 1 сек. Увеличение количества пересекаемых проводником магнитных силовых линий достигается увеличением силы магнитного поля, скорости движения проводника и его длины.

Явление электромагнитной индукции используется в генераторах электрического тока, в трансформаторах и т. д.

Самоиндукция. При изменении силы тока в проводнике, выполненном в виде катушки, изменяется и магнитное поле катушки. При этом магнитные силовые линии каждого витка пересекают соседние витки и индуктируют в них дополнительную эдс, которая вызывает появление дополнительного тока, называемого током самоиндукции.

Когда основной ток в катушке увеличивается, ток самоиндукции направлен ему навстречу и препятствует увеличению. А когда основной ток уменьшается — наоборот, ток самоиндукции складывается с ним,так как они совпадают по направлению, и в этот момент напряжение на витках катушки сильно возрастает. Наибольшего значения напряжение и ток самоиндукции достигают в момент разрыва цепи. Из-за повышения напряжения разрыв цепи сопровождается появлением в месте разрыва сильной искры. Если разрыв цепи производится размыканием контактов прерывателя, проскакивающая в момент разрыва цепи искра быстро сжигает контакты, что приводит к нарушению работы прерывателя.

 

Использованная литература:

П. И. Кравченко, Краткий справочник автоэлектрика по определению и устранению неисправностей в системах электрооборудования тракторов, комбайнов и автомобилей. Минск 1967

 

Оцените статью
АВТОЭЛЕКТРИК
Добавить комментарий