Электрические цепи

Электрическая цепь- это совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока.
Электрический ток, не изменяющийся во времени ни по величине, ни по направлению, называется постоянным.
Электрический ток, изменяющийся с течением времени, называется переменным.

Обязательные элементы электрической цепи:
1 – источник электрической энергии; 2 – приемник электрической энергии (потребитель); 3 – соединительные провода.

Источник электрической энергии – это преобразователь какого-либо вида неэлектрической энергии в электрическую (генераторы, гальванические элементы и аккумуляторы, солнечные батареи).

Приемники электрической энергии – это устройства преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии: механическую (двигатели, электромагниты), тепловую (промышленные печи, бытовые нагреватели, сварочные аппараты), световую (лампы, прожектора), химическую (зарядка аккумулятора).

Для передачи и распределения электрической энергии служат провода и кабели.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Номинальный режим – действующие токи, напряжения и мощности соответствуют нормальным (номинальным, гарантирующим продолжительную, экономичную работу)величинам.
Рабочий режим – действительные характеристики режима отличаются от номинальных величин, но отклонения находятся в допустимых пределах.

Режим холостого хода – режим электрической цепи или отдельных источников, при котором ток в них равен нулю.
Режим короткого замыкания – режим электрической цепи, при котором накоротко замкнут участок с одним или несколькими элементами, в связи с чем напряжение на этом участке равно нулю.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Разделенные заряды под действием возникшего электрического поля стремятся объединится.
Вследствие движения зарядов в цепи возникает ток и в потребители расходуется энергия, запасенная в источнике.

Электродвижущая сила (ЭДС) Е численно равна работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного положительного заряда внутри источника или сам источник, проводя этот заряд по цепи.
[Е]=1В –при перемещении заряда в 1Кл совершается работа в 1Дж.

Величину, численно равную работе, которую совершает источник, проводя единичный положительный заряд по данному участку цепи, называют напряжением U.
ЭДС источника равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участках цепи: Е=UВНЕШ+UВН
Это уравнение можно записать:
E=I∙R+I∙r или
I=E/(R+r)
Это закон Ома для простейшей цепи.

WИ=E∙I∙t – энергия источника, Дж.
Электрическая энергия, получаемая в источнике в единицу времени называется мощностью источника: РИ=W/t=E∙I [P]=1Вт,
т.к. W=P∙t, то 1Дж=1Вт∙1с=1Вт∙с
В практике используют 1кВт∙ч
Коэффициент полезного действия источника
η=(РИ-∆РИ)/РИ

Закон Джоуля -Ленца
Количество теплоты, выделяемой при прохождении электрического тока в проводнике, пропорционально квадрату силы тока I, сопротивлению проводника R и времени прохождения тока t. Q=I2Rt