Параметри постійного електричного струму параметри потужності

З курсу фізики відомо, що електричний струм є впорядкованою, тобто організоване переміщення заряджених частинок, якими є електрони у вільному стані. Природно це рух підпорядковується певним законам і характеризується фізичними параметрами.

Електричне поле і вільні носії зарядів — це ті обов’язкові фактори, які необхідні для існування електричного струму. Засадничими параметрами постійного (що не змінює свого значення) електричного струму вважаються: його сила, опір, напруга. Всі вони взаємопов’язані між собою.

Взаємозв’язок параметрів електричного струму

Елементарна електроланцюг постійного струму включає в себе джерело електроенергії, негативний і позитивний контакти якого пов’язані шунтом або провідником. Рух заряду по провіднику здійснюється під впливом електричного поля. Однак, цей перенос електронів не призводить до вирівнювання потенціалів, тому що в будь-який відрізок часу, до першого кінця ланцюга надходить абсолютно така ж кількість заряджених частинок яке з нього перемістилося до протилежного контакту. Таким чином різниця потенціалів, яку прийнято називати напругою, залишається незмінної величиною.

Переміщенню електричних зарядів в ланцюзі, перешкоджає внутрішній опір матеріалу провідника. Взаємозв’язок параметрів електроструму була виведена досвідченим шляхом Г. Омом. У математичному вигляді закон Ома можна змалювати таку картину: I = U / R, де власне I — сила струму, U — напруга (різниця потенціалів) і R — опір на відповідній ділянці ланцюга.

Послідовне з’єднання елементів електричної мережі постійного струму

Параметри електричного кола постійного струму, в разі послідовного з’єднання пристроїв, мають деякі особливості. Так, наприклад, сила струму (I) залишається постійною на всіх елементах електричної схеми, а ось напруга (U) є сумою напруг на кожній ділянці схеми. Розглянемо приклад електричного кола з послідовно включеними трьома провідниками з опором R1, R2 і R3. Відповідно до закону Ома, напруга U1 = IxR1, U2 = IxR2, U3 = IxR3. Отже, U заг = U1+U2+U3= IxR1+ IxR2= IxR3 = I (R1+R2+R3).

З рівняння видно, що такий параметр електричного кола як загальний опір (R заг), При послідовному з’єднанні, буде дорівнює опору кожного окремо взятого провідника. Послідовне підключення електричних пристроїв дозволяє знизити навантаження на окремий елемент, що продовжує термін служби, але при цьому втрачається потужність.

Параметри електричного кола. Паралельне з’єднання елементів

Паралельна ланцюг характеризуються загальними контактами в місцях введення і виведення основного дроти. У даній ситуації напруга на всіх елементах ланцюга залишається однаковим, тобто U1= U2= U3. А ось для сили струму, буде характерна зворотна залежність від опору кожної ділянки, тобто I х= U / Rx. Паралельне з’єднання електроприладів є найбільш поширеним способом в побутових умовах.

Параметри ланцюга при змішаному сполученні в електричному ланцюзі

Змішане підключення провідників являє собою електричну ланцюг, в якій елементи включені комбіновано, тобто як послідовно, так і паралельно один одному. Для визначення конкретних параметрів, в цьому випадку, вся схема розбивається на самостійні ділянки відповідно до способом підключення.

Дуже корисна картинка, збережіть собі!

Індивідуальні параметри розраховуються для кожної ділянки окремо. Необхідно відзначити, що паралельно включені ділянки, можуть складатися з ряду послідовно з’єднаних елементів.

Поняття потужності електричного струму і її параметри

Проходження електроструму по ланцюгу, за своєю суттю, являє собою роботу (А) по переміщенню вільного заряду від одного потенціалу до іншого. Чим більше електронів перетинає площину перетину електропровідного елемента за одиницю часу, тим вище потужність електричного струму. Загальна кількість роботи можна визначити за формулою — А = UΔq = IUΔt = I2RΔt.

Потужність електроструму має назад пропорційну залежність від відрізка часу за який була здійснена робота — Р = A / Δt і прямо залежить від різниці потенціалів і сили струму — Р = UxI. У тому випадку, якщо на ділянці кола не здійснюється механічна робота під впливом електричного струму, енергія витрачається тільки на нагрів токопроводящего елемента. Загальна кількість тепла, що виділяється, в цьому варіанті, дорівнюватиме роботі, яку здійснює електричної струм. Визначити кількість теплоти можна застосувавши формулу Q = I2RΔt. Це відповідність було отримано дослідним шляхом Джоулем і Ленцем, а закон названий їх ім’ям.

Ссылка на основную публикацию