Электротехника и электрооборудование автомобилей

Понятие об электрической цепи, электрическом токе, напряжении, электродвижущей силе

Электрическая цепь — совокупность устройств, в которых электромагнитные процессы могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, токе и напряжении.
Отдельное устройство, входящее в электрическую цепь называют элементом электрической цепи.

Основными элементами электрической цепи являются:
источники электромагнитной энергии (далее — источники)
аккумуляторы, термоэлектрические элементы, электрические генераторы, фотоэлектрические элементы и т.д., — в которых происходит преобразование энергии какого-либо вида (энергии химических реакций, тепловой энергии, механической энергии, световой энергии и т.д.) в электрическую энергию;
элементы передачи электромагнитной энергии — соединительные провода, воздушные линии электропередачи, электрические кабели;
приемники энергии (далее — приемники) — электролампы, электродвигатели электронные устройства и т.д., — в которых электромагнитная энергия преобразуется в энергию какого-либо другого вида (тепловую, механическую и т.д.).

Электродвижущая сила (ЭДС) характеризует способность поля сторонних сил (механических, сил химических реакций и т.д.) или индуцированного поля вызывать электрический ток.
Электродвижущая сила Е формально определяется так же, как и напряжение: E=A/q. Но работа А по перемещению заряда осуществляется сторонними силами (например, аккумуляторной батареей), и направление ЭДС на участке цепи, на котором она действует, противоположно направлению напряжения этого участка. Понятие ЭДС вводится исключительно для тех участков цепи, на которых действуют сторонние силы. Единицей ЭДС, как и напряжения, является вольт (В).

Выражение u = R·i называется законом Ома, а произведение
мгновенных значений напряжения u и тока / называется
мгновенной мощностью р = u·i.
Для резистора p=u·i= R·i2 (закон Джоуля —Ленца).
Мощность в данном случае определяет количество тепло-
ты, выделяемой резистором в единицу времени.
Единицей сопротивления является Oм (1 Ом= 1 В/1 А), единицей мгновенной мощности — Bатт (1 Вт = 1 В ·1 А).

а б в г д
Основные элементы электрических цепей:
а — источник ЭДС; б — источник тока; в — резистор;
г — конденсатор; д-индуктивная катушка
. Условные обозначения регулируемого (а) и нелинейного резисторов (б)

Наряду с сопротивлением R резистор иногда
характеризуют обратной величиной G= 1/R,
называемой проводимостью.
Единицей проводимости является сименс
(1 См= 1 А/1 В).

Проводник

Электрическая схема, содержащая амперметр и вольтметр (а),
и ее схема замещения (б)

Магнитные процессы

Магнитные поля представляются с помощью силовых линий. Силовая линия магнитного поля является воображаемой линией, касательная к которой совпадает с индукцией магнитного поля В.
У постоянных магнитов, намагниченных стержней, катушки с током всегда имеется два полюса: N — норд (северный), откуда выходят силовые линии, и S- зюйд (южный), куда они входят.
Магнитное поле проводника с током опоясовает этот проводник.

Направление магнитного поля (индукции В) можно найти с помощью правила правого буравчика. Направив ток проводника по ходу правого винта, по вращению головки винта определяем направление магнитного поля В проводника с током. Поле в соленоиде проще находить по правилу правой руки. Для этого нужно расположить пальцы правой руки по направлению тока в витках соленоида, тогда большой палец укажет направление силовой магнитной линии.
Правила буравчика (а) и правой руки (б)

Основными характеристиками магнитных материалов являются кривая намагничивания В(Н) и петля гистерезиса.
а — петля гистерезиса; б — частные и предельный циклы