Основные параметры и законы электрических цепей. Цепи постоянного тока

Лекция 1. Основные параметры  и законы электрических цепей. Цепи постоянного тока.

1.1 Электрическая цепь.

1.2. Электрический ток.

1.3. Электродвижущая сила и напряжение

1.4 Электрическое сопротивление

1.5 Основные законы электротехники

1.6 Цепи постоянного тока

1.1 Электрическая цепь.

Совокупность устройств, служащих для получения электрического тока называется электрической цепью.

Любая электрическая цепь состоит из источника питания, приёмника или потребителя электрической энергии и устройства для передачи энергии от источников к потребителям.

К источникам питания относятся генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую, а также аккумуляторы и первичные элементы, преобразующие химическую, световую, тепловую и другие виды  энергии в электрическую.

Таким образом, в источниках питания происходит преобразование какого – либо вида энергии в электрическую.

К потребителям электрической энергии относятся:

1. Электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую;

2. Лампы накаливания, преобразующие электрическую энергию в световую;

3. Электронагревательные приборы, преобразующие электрическую энергию в тепловую;

4.Электролитические ванны (устройства для получения чистых металлов), преобразующие электрическую энергию в химическую.

Таким образом, в потребителях происходит преобразование электрической энергии в какой – либо другой вид энергии.

Все потребители электрической энергии характеризуются некоторыми параметрами, определяющими свойства элементов поглощать энергию из электрической цепи и преобразовывать её в другие виды энергии (необратимые процессы), а также создавать собственные электрические или магнитные поля, в которых энергия способна накапливаться и при определённых условиях возвращаться в электрическую цепь.                                    

Элементы электрической цепи постоянного тока задаются только одним параметром – сопротивлением. Сопротивление определяет свойство элемента поглощать энергию из электрической цепи и преобразовывать её в другие виды энергии.

Передающие элементы цепи связывают источники питания и потребители. Кроме электрических проводов в это звено могут входить аппараты для включения и отключения цепи, приборы для измерения электрических параметров (амперметры, вольтметры, ваттметры), устройства защиты (предохранители),  преобразующие устройства (трансформаторы) и др.

Графическое изображение электрической цепи, показывающее последовательность соединения отдельных элементов и отображающее свойства электрической цепи, называется схемой электрической цепи.

Любая электрическая цепь характеризуется током, электродвижущей силой и напряжением.

1.2. Электрический ток.

Свободные электроны в телах, проводящих электричество, находятся в постоянном движении, но это движение не имеет определённого направления. Электроны без какой – либо закономерности перемещаются между молекулами с различной скоростью в разные стороны. Но такое беспорядочное движение продолжается только до тех пор, пока к концам проводника не будут приложены внешние электрические силы, которые могут заставить все свободные электроны направиться вдоль проводника в одну сторону. Так, если концы проводника соединить с источником электрической энергии, то все электроны в проводнике начнут перемещаться в одном и том же направлении.

Явление направленного движения зарядов по проводнику под действием сил электрического поля называется электрическим током.

Электроны, представляющие собой отрицательные заряды электричества, перемещаются в сторону положительного полюса источника электрической энергии. Однако в электротехнике принято считать, что электрический ток направлен всегда от положительного полюса к отрицательному. Таким образом, направление электрического тока противоположно направлению движения электронов.

Электрический ток принято разделять на следующие основные виды: ток проводимости, ток переноса и ток смещения.