fon1

Параметры постоянного тока

На заре изучения электричества исследователи использовали постоянный ток и поэтому все законы и параметры были применены к нему. Позже, когда начали изучать и использовать переменный ток, эти параметры постоянного тока применили для переменного тока, введя понятие действующего значение переменного тока (см. Переменный ток).

Величина постоянного тока

Одним из параметров постоянного тока является величина или сила тока.
Этот параметр ввел французский ученый Андре Мари Ампер в честь которого и назвали эту величину - ампер.
Ток (I) в один ампер протекает в том случае, когда через поперечное сечение проводника за время (t) в одну секунду протекает количество электричества (Q) в один кулон:

1ампер=1кулон/1секунда

Это можно записать формулой:

I=Q/t

В радиоэлектронике обычно используются малые величины постоянных токов: миллиамперы и микроамперы, которые равны:

amper

1мА=0,001А.
1мкА=0,000001А.

Величину постоянного тока измеряют специальным прибором - амперметром. Включается он в разрыв электрической цепи и только тогда, когда подключена нагрузка ( на рисунке это лампочка ), т.к. без нагрузки можно спалить прибор. Так же,подключать прибор нужно к клеммам согласно указанной полярности на приборе.

Электрическое напряжение

Электрический ток, протекая через потребитель, производит какую-то работу. Это может быть нагрев электроплиты, вращение электродвигателя, притягивание якоря электромагнита и т.д. И эта работа зависит не только от тока, но и от подающего электрического напряжения на потребителя.
К примеру, возьмем лампочку от фонарика и лампу мощностью 40 ватт на 220 вольт. Включим лампочку от фонарика к батарейке на 4,5 вольт, а лампу в 40 ватт в розетку и измерим проходящий через них ток. Он будет примерно 0,2 ампера. Но сорокаваттная лампа будет светить ярче, т.к. на нее подается напряжение большей величины.
Возникает вопрос: почему при одинаковом количестве электричества во втором случае электроны имеют большую энергию?

baki

Для разрешения этого вопроса рассмотрим еще пример.
На рисунке показано два бака из которого вытекает одинаковое количество воды, но с различной высоты. Во втором случае энергия воды будет больше потому, что на частицы воды действует поле земной гравитации. Чем больше высота, тем больше ускорение частиц воды, a значить больше их энергия.Так же энергия электронов увеличивается с увеличением электрического поля, созданным источником тока.
Напряжение между двумя точками электрической цепи измеряется произведенной работой по переносу единицы количества электричества из одной точки в другую. Единицей измерения напряжения является вольт.

Между двумя точками существует напряжение (U) в 1 вольт, если для переноса одного кулона электричества (Q) произведена работа (А) в один джоуль:

1 вольт = 1джоуль/1кулон

или:

U=A/Q вольт

Джоуль - это работа (энергия), которая совершается силой в один ньютон для перемещения тела на расстояние один метр.

Про единицу силы ньютон я не буду рассказывать, т.к. для этого пришлось бы залезть в такие дебри физики, которые нам сейчас не нужны.

Более мелкие единицы напряжения это милливольт и микровольт:

1мВ=0,001 В

1мкВ=0,000001 В.

volt

Чтобы измерить напряжение используют специальный прибор - вольтметр. Для измерения напряжения между двумя точками цепи, прибор подключается к этим точкам без разрыва цепи.
Вольтметр, как и амперметр, обычно являются частью комбинированных приборов которые имеют переключатели для разных параметров тока и диапазонов измерений.

Электрическое сопротивление

Мы уже выяснили, что постоянный ток в металлах есть направленное движение электронов. Но это движение затрудняется из-за столкновения электронов с атомами, а так же из-за теплового колебания атомов вещества. Поэтому все проводники будут иметь какое-то сопротивление току.
Единица электрического сопротивления называется , по имени физика Георга Ома, который ввел эту единицу.

Сопротивление проводника будет равно один Oм тогда, когда при подаче на его концы напряжения в один вольт в нем будет протекать ток в один ампер.

Зная длину проводника (l) в метрах, площадь его сечения (S) в миллиметрах можно определить его сопротивление (R):

R=ρ×l/S,

где ρ - удельное сопротивление металлов. Из формулы видно, что металлы имеющие одинаковую длину и сечение будут иметь разное электрическое сопротивление в зависимости от удельного сопротивления, который, в свою очередь, зависит от вида металла. Серебро, например, имеет удельное сопротивление равное 0,016, а железо - 0,09, т.е. сопротивление железа в 5,6 раз больше чем серебра.
Измеряют сопротивление прибором омметром, в котором находится батарея для создания тока в сопротивлении.
Измерение электрического сопротивления в оммах распространено в электротехнике, где обмотки двигателей, трансформаторов, и т.п.которые имеют малое сопротивление. В радиотехнике преобладают сопротивления в килоомах, реже в оммах и мегаоммах:

1кОм=1000 Ом
1мОм=1 000 000 Ом.

Мощность электрического тока

Разные электрические устройства имеют разную электрическую мощность, которая зависит от потребляемого напряжения и тока.
Мощность (P) равна произведению напряжения (U) на ток (I):

P=UI ватт

Единицу измерения электрической мощности ввел английский ученый Джеймс Уатт, в честь которого и назвали эту единицу - ватт.
Если математически выразить напряжение и ток через закон Ома, то формула мощности примет такой вид:

P=UI=I2R=U2/R

Меньшие единицы ватта, это милливатт и микроватт:

1 мВт = 0,001 Вт
1 мкВт = 0,000001 Вт.

<< Предыдущая Cледующая >>

Вверх

radionet