Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования 3 разряд

Итак, действие источника тока заключается в том, чтобы с помощью сторонних сил производить работу по переносу электрических зарядов между полюсами против действия электрического поля. Для характеристики этой работы существует специальная мера, называемая электродвижущей силой (ЭДС, обозначается буквой EE). Ее физический смысл состоит в том, что это работа сторонних сил по переносу единицы заряда. То есть, ЭДС равна отношению работы, произведенной сторонними силами по переносу заряда против действия электрического поля, к величине этого заряда:

Из данной формулы можно получить единицу измерения ЭДС. Она такая же, как у напряжения – Вольт (напомним, 1 В = 1 Дж / 1 Кл). ЭДС обычной пальчиковой батарейки 1.5В. То есть, в ней сторонние силы химической природы для переноса 1Кл заряда совершают работу 1.5 Дж.

Напряжение.

Напряжение – это разность потенциалов между двумя концами проводника. Напряжение обозначается латинской буквой U, единицей измерения напряжения является Вольт (В). Определить напряжение через силу тока и электрический заряд можно по следующей формуле:

A = U * q, отсюда находим, что U = A / q, где:

U – напряжение электрического тока, Вольт;

A – работа, совершенная электрическим током на участке цепи, Джоуль;

q – заряд электрического тока, прошедший через проводник за время совершения работы, Кулон.

Удельное сопротивление.

Под удельным сопротивлением проводника понимают его сопротивление при длине, равной 1 метру, и площади поперечного сечения 1мм2. Значение удельного сопротивления проводника применяется при расчете электрического сопротивления проводника, которое находится по формуле: R=p (l/S), где:
R– сопротивление, Ом ;
p– удельное сопротивление,
Ом*мм І /м;
l-длина проводника, метров;
S – площадь поперечного сечения проводника, мм І .

Отсюда значение удельного сопротивления проводника может быть найдено по формуле p=(R*S)/l. При нормальных условиях электрическое сопротивление меньше у того материала, у которого меньше значение удельного сопротивления. Резисторы – электронные элементы, обладающие определенным электрическим сопротивлением. Бывают постоянные и переменные, проволочные и непроволочные. В электронных схемах применяются в качестве нагрузок и делителей напряжения.

Основные параметры:

1.Номинальное сопротивление

2.%

3.Номинальная мощность рассеивания

4.ТКС

5.Уровень собственных шумов

6.Надежность

Рабочие температуры:(-60…+200С).

Единица измерения силы тока.

Сила тока является количественной характеристикой тока. Силу тока определяют как заряд проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени:

Это алгебраическая величина. Не смотря на то, что величину I называют силой, в общепринятом понимании она силой не является. Мгновенное значение силы тока находят как:

Закон Ома для участка цепи.

Закон Ома гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Закон Ома для полной электрической сети звучит так: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению. Короткое замыкание — соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи. Мгновенное возрастание силы тока приводит к сильному нагреву, расплавлению металлов, а иногда и к пожарам.

Режимы работы электрической цепи.

Как уже было сказано ранее, любая электрическая цепь может иметь довольно сложную структуру, зависящую от количества элементов в ней и её разветвлённости. Всё это приводит к тому, что цепь может работать в различных режимах.

Выделяют три основных режима работы: нагрузочный (или согласованный), режим короткого замыкания, а также режим холостого хода. Они отличаются друг от друга нагрузкой на электрическую цепь. Также можно выделить номинальный режим работы. В этом режиме работы все устройства в цепи работают при условиях, указанных для них как оптимальные. Эти характеристики прописываются производителем в паспортных данных при изготовлении устройства на заводе.

Нагрузочный, или согласованный режим работы. Если к источнику энергии в электрической цепи подключается какой-либо приёмник, то он обладает неким сопротивлением. Таким приёмником может быть любое устройство, например электрическая лампочка. Если есть напряжение, то действует закон Ома, таким образом, ЭДС источника получается из суммы напряжений внешнего участка цепи и на внутреннем сопротивлении источника. Падение напряжение во внешней цепи будет равным напряжению на зажимах источника. Оно зависит от нагрузочного тока: чем меньше сопротивление нагрузки, тем больше ток и, соответственно, меньше напряжение на зажимах источника питания цепи. Другими словами можно сказать, что нагрузочный или согласованный режим работы представляет собой режим, при котором происходит передача нагрузки повышенной мощности от источника. В этом режиме сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника, при этом расходуется максимальная мощность. Однако, такой режим не рекомендуется использовать, так как при длительном превышении номинальных значений устройства могут выйти из строя. Режим работы холостого хода. Этот режим работы электрической цепи характеризует разомкнутое её состояние – ток отсутствует, и все элементы отключены от источника питания.
В таком состоянии цепи внутреннее падение напряжение равно нулю, а напряжение на зажимах источника питание совпадает с ЭДС источника. Т. е., можно сказать, что режим холостого хода характеризует электрическую цепь, когда она находится в разомкнутом состоянии, а сопротивление нагрузки отсутствует полностью или отключено. Такое состояние цепи можно использовать для измерения ЭДС источника питания. Режим короткого замыкания. Этот режим работы считается аварийным, электрическая цепь не может работать нормально. Короткое замыкание возникает при соединении двух различных точек цепи, разница потенциалов которых отличается. Такое состояние не предусмотрено изготовителем устройства и нарушает его нормальную работу. В этом режиме работы зажимы источника энергии замкнуты проводником («закорочены»), при этом его сопротивление близко к нулю. Часто, короткое замыкание происходит в тех случаях, когда соединяются два провода, которые связывают между собой источник и приёмник в цепи, как правило, их сопротивление незначительно, так что его можно назвать нулевым. При возникновении режима короткого замыкания, ток в цепи значительно превышает номинальные значения (из-за отсутствия сопротивления). Это может привести в непригодное состояние источник энергии и приёмники в электрической цепи. В некоторых случаях это является результатом неправильных действий со стороны персонала, работающего с электротехническим оборудованием.

Последовательное и параллельное соединение проводников.

При таком соединении проводники соединены последовательно друг за другом, то есть конец одного проводника соединяется с началом другого. Все проводники принадлежат одному проводу, на котором нет разветвлений. Это приводит к тому, что через любой из проводников протекает один и тот же ток, а общее напряжение на них будет складываться из напряжений на каждом.

Главная особенность последовательного соединения заключается в том, что через все проводники протекает одинаковый ток.

• Если через один проводник протекает ток, то он протекает и через все остальные.
• Если хотя бы на одном проводнике отсутствует ток, то он обязательно отсутствует и на всех остальных.

Например, электрический звонок включается последовательно с кнопкой, поэтому звонок звенит только тогда, когда кнопка нажата. Выключатель, батарейка и лампочка в карманном фонарике соединены последовательно, поэтому лампочка горит только тогда, когда выключатель замыкает цепь. Электрический выключатель всегда включается последовательно с тем прибором, который он должен включать и выключать. Именно по этой причине лампочки в одной елочной гирлянде включаются последовательно друг с другом.

Последовательное соединение нельзя использовать в тех случаях, когда в электрическую цепь необходимо включить несколько приборов независимо друг от друга, например для освещения комнат в квартире, так как часто нет необходимости, чтобы одновременно светили все лампы. При последовательном их соединении, отключая одну лампу, мы отключаем и все остальные.

Параллельное соединение проводников

При таком соединении проводники соединены параллельно друг другу, то есть одни концы всех проводников соединены в одну точку, а другие концы  в другую точку. Это приводит к тому, что на проводниках одинаковые напряжения, однако каждый проводник принадлежит своему проводу, поэтому через каждый из них протекает свой ток.

Во всех случаях, когда нужно независимое включение и выключение электрических приборов в цепи, используют параллельное соединение электрических устройств. Именно параллельным образом устанавливают розетки сети 220 В в квартирах. Такое подключение позволяет включать различные приборы в сеть совершенно независимо друг от друга, и при выходе их строя одного из них это не влияет на работу остальных.

Основные особенности:

• Включение и/или выключение одной нагрузки не мешает работе остальных.
• Все нагрузки работают при одном напряжении.