Работа (энергия) и мощность эл. тока.

Совокупность устройств для создания в них электрического тока называется эл. цепью.

4.коммутационной аппаратуры (ключей, рубильников, пускателей и т. д.).

Линейная эл. цепь – это цепь, у которой ВАХ (Вольт-Амперная характеристика)- прямая линия.

-прямая линия, проходящая через начало координат.

1)Источник (генератор)- это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую.

2)Потребитель (приёмник эл. энергии, нагрузка)- преобразует эл. энергию в какой-либо другой вид энергии.

3)Проводники передают эл. энергию от источника к потребителю.

4)Коммутационная аппаратура позволяет включать и отключать эл. цепь.

Графическое изображение эл. цепи при помощи условных обозначений, показывающее последовательность элементов цепи, называется эл схемой.

ЭДС (электродвижущая сила) источника численно равна энергии, получаемой внутри источника единичным электрическим зарядом.

Полная энергия, полученная единичным эл. зарядом внутри источника, расходуется на преодоление сопротивления цепи. Часть её, которая тратится внутри источника, называется внутренним падением напряжения, а другая часть, расходуемая в потребителе (нагрузке) – внешним падением напряжения. Таким образом:

Ещё задолго до появления электронной теории за положительное направление эл. тока было принято направления движения положительных зарядов, т.е. во внешней цепи от (+) к (-).Это условно выбранное направление тока сохранилось и до сих пор.

Таким образом: за положительное направление тока принято: направление перемещения положительно заряженных частиц; направление, встречное движению электронов; направление от (+) к (-) или направление от большего потенциала к меньшему.

Мощность- это скорость выполнения работы или скорость преобразования одного вида энергии в другой.

- называется балансом мощностей. Мощность источника равна сумме мощности потребителя и мощности потерь внутри источника.

Баланс мощностей используют для проверки правильности решения задач.

Запишем баланс мощностей следующим образом:

- закон Ома для всей цепи: сила тока в цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи. Внутренний участок цепи это участок внутри источника.

Любой источник электрической энергии может быть приведен к эквивалентному источнику с последовательной или параллельной схемой замещения.

Здесь Е – идеальный источник напряжения, а r - резистор, имитирующий внутреннее сопротивление источника.

1)Х.х. (холостой ход) –это режим при котором цепь разомкнута.

Из закона Ома для всей цепи следует, что при разомкнутой внешней цепи ЭДС источника численно равна напряжению на зажимах источника.

2)К.з.-(Короткое замыкание) – это соединение двух точек с различным потенциалом через ничтожно малое сопротивление.

3)Режим работы под нагрузкой – это режим, при котором ток и сопротивление находятся в допустимых пределах.

При прохождении тока в проводнике электроны сталкиваются с ядрами атомов и отдают им часть кинетической энергии, при этом ядра атомов начинают более интенсивно колебаться, т.е. внутренняя энергия проводника увеличивается, т.е. проводник нагревается.

Количество теплоты, выделенное при прохождении эл. тока в проводнике прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению и времени прохождения тока по проводнику.

Задача: Как изменится количество теплоты, если ток уменьшится на 10%?

Последовательным называется соединение, при котором конец одного резистора соединяется с началом второго, конец второго- с началом третьего, конец третьего- с началом четвёртого и т. д.

Цепочка из последовательно соединенных резисторов называется делителем напряжения.

Параллельным соединением называется соединение, при котором начала

резисторов соединяются в один узел, а концы – в другой

При параллельном соединении, общее сопротивление меньше самого меньшего сопротивления.

Например:

;

при параллельном соединении этих резисторов эквивалентное (общее) сопротивление будет меньше самого меньшего резистора, т.е.

При параллельном соединении двух резисторов можно воспользоваться формулой:

При параллельном соединении n одинаковых резисторов:

Этот метод заключается в определении участков, на которых элементы соединены или последовательно, или параллельно и определении общего сопротивления этих участков, согласно законам последовательного или параллельного соединения.

соединены последовательно, поэтому можно определить общее сопротивление данного участка и заменить в схеме эти два резистора одним эквивалентным

Теперь в схеме видно, что

соединены параллельно, найдем сопротивление

и заменим в схеме два резистора одним эквивалентным:

В данной схеме

соединены последовательно, найдем общее сопротивление

и заменим в схеме этот участок одним эквивалентным сопротивлением

Теперь в схеме

, соединены параллельно, это соединение можно заменить одним эквивалентным сопротивлением

Последняя схема представляет собой последовательное соединение сопротивлений

, найдем общее сопротивление

. Схема принимает вид:

Таким образом мы схему, состоящую из 6 сопротивлений, свернули и получили одно сопротивление эквивалентное первоначальной цепи. Теперь, пользуясь законом Ома для участка цепи, если известно напряжение питания, можно рассчитать другие параметры цепи, т.е. токи и напряжения на каждом резисторе.