Электрической цепи, как правило, набор проводников соединены и подключены к полюсам источника напряжения. Простейшая электрическая цепь может быть построена путем подключения полюсов батареи провод. Внутри провод проходит электрический ток, который является обычным в направлении с положительного на отрицательный. Если мы сократим провод в одной точке и на обоих концах провода подключения лампочки, ток в проводе будет потрачена, чтобы включить лампу. Заряд аккумулятора обеспечивает достаточную мощность для перемещения, или производить электрический ток, двигаясь вдоль провода, лампы приходит где у вас есть преобразования энергии от электрических до света и тепла (в лампе накаливания тока через нить, которая нагревается, пока не стало жарко и производит свет и тепло). Когда обвинения дали свою энергию шарик обратно на отрицательный вывод батареи "заправиться", и процесс повторяется. Компонента схемы, в которых электрическая энергия расходуется (в нашем случае шарик) говорят или нагрузочного резистора.
Когда проводники цепи связаны друг с другом в непрерывном способом (например, если Есть перебои в путь сборов), цепь замыкается сказал. Если питание не в одной точке, цепь разорвана. В открытой цепи ток не течет.
Различных элементов цепи может быть подключен различными способами, но наиболее распространенными из них соединены последовательно и параллельное соединение. Два провода соединены последовательно пересекает же ток, по очереди, в то время как в двух проводников, соединенных параллельно с текущей делит на две ветви, а затем встретиться после пересечения проводников. В цепи, элементы которой соединены последовательно, все элементы должны работать одновременно, в то время как в параллельной цепи вы можете открыть часть цепи, в то время как остальные продолжают работать. В цепи, элементы которой соединены последовательно, если он горит элемент схемы, который открывает и не более течет ток, и, следовательно, как на внутреннем, схемы соединены параллельно.
Сопротивления и в закон Ома
Значение силы тока в присутствии определенных разность потенциалов зависит от средств, с помощью которой течет ток. Это означает, что отношения между разностью потенциалов и циркулирующий ток не равен для всех водителей, но она колеблется от арендатора к арендатору.
Для металлических проводников, так и для водных растворов электролитов, т.е. кислот, щелочей и солей, немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1845) он получил экспериментально два закона называется первой и второй закон Ома.
Ома первую закон гласит, что при постоянной температуре, разность потенциалов ( V), примененной к концам проводника прямо пропорционально ток (I), проходящего через него:
где коэффициент пропорциональности R называется электрическим сопротивлением и варьируется от арендатора к арендатору. Электрического сопротивления связано с трудностями, когда ток в проводнике (эту трудность зависит от характера владельца и проявляется частичным диссипации электрической энергии в виде тепла, Джоуля эффект ). Более R велико, меньше, чем ток, протекающий через проводник для данной разности потенциалов, которая означает, что для данного тока в проводниках с более высокой прочностью, мы должны применять более разности потенциалов (см. рис. 17,1 ).
Единица измерения электрического сопротивления в международной системе Ом (символ ). Он сказал, что проводник имеет сопротивление 1 Ом, если подвергается напряжение 1 вольт, ведет ток 1 А:
второй закон Ома состояния, что если того же материала сделаны варьировать длину L и S разделе проводника, сопротивление R проводника пропорциональна отношение L / S:
где коэффициент пропорциональности , Который зависит от материала он сделан арендатором, называется удельным сопротивлением и указывает на способность материала проводить электричество, относится к разделу образца и единицу длины.
В международной системе, сопротивление выражается в Ом / м ( м), но, поскольку обычно разделе проводника измеряется в мм 2, а его длина в метрах, для удобства расчета мы предпочитаем, чтобы выразить его в 2 мм / м.
Закон Ома два относится не только к проводникам, но, хотя и с некоторым приближением, даже для изоляторов. Значение сопротивления материала получается его способности проводить электричество: так, для хорошего сопротивления проводника значения в диапазоне от 10 -8 до 10 -5 м, а для хорошего изолятора быть между 10 11 и 10 17 м; некоторых веществ с промежуточными характеристиками, полупроводниковой промышленности , имеют промежуточные значения сопротивления. Сопротивление проводника растет с температурой по линейному закону. При температурах, близких к абсолютному нулю (-273 ° C = 0 К) сопротивление предполагает, как правило, очень низка, но для некоторых материалов, называемых сверхпроводников , сопротивление при очень низких температурах он резко останавливается.
В таблице 17.1 приведены значения сопротивления для некоторых проводников при комнатной температуре.
Электроэнергии
В электрической цепи тратится на электроэнергию, производится от генератора к власти устройства: например, лампочку. Затраты энергии является электрический потенциал энергии, перевозимых от должности, которая преобразуется в другие виды энергии (тепла и света в случае шарик).
Количество энергии, затрачиваемой в единицу времени, питание (в механическую энергию является продуктом работы на время, затраченное на задачу).
В случае электрического поля, работа электрических сил для передачи заряда Q от начала и до конца проводника в длину, в том числе сведения о которых есть разность потенциалов V, определяется по формуле:
Затем электроэнергии P определяется по формуле:
и так как Q / T является текущей, я, у нас есть:
Таким образом, схема, в которой циркулирует ток интенсивность и детали которых применяется разность потенциалов Потребляет мощность Р = V VI.
Единицу мощности является ватт (символ W) равна одной джоуль в секунду. Лампочки, которые потребляют 100 Вт, потребляет 100 Дж в 1 С. Но, чтобы дать указание полного потребления, электрические приборы должны обеспечивать значение силы тока, при которой устройство работает. В схеме на питание от напряжения 220 В (как во внутренней схемы), 100 Вт лампа покрыта ток 0,45 А. Из соотношения P = В. И. показывает, что 1 Вт = 1 т. 1, то электрическое устройство потребляет мощность 1 Вт, если он работает ток 1 применительно к ее крайностей разность потенциалов 1 В. В случае 100-Вт лампочка, вы должны:
С ватт относительно низкой (лампочка потребляет 60 Вт в среднем, бытовым чистящим средством вакууме 800 Вт), обычно используя кратные такого размера, таких как киловатт, где 1 кВт = 1000 Вт (для оценки потребления в внутренних систем используются кВтч, кВтч, что меры мощность, потребляемая схемой в 1 час), или мегаватт (1 МВт = 1000000 Вт, величина энергии, производимой на электростанции), или гигаватт ( 1 ГВт = 1 миллиарду ватт).
Электродвижущая сила (ЭДС)
Электродвижущая сила, как правило, называют женщин, является максимальная разность потенциалов, что генератор может обеспечить. Самка предельное значение будет достигнуто только в разрыв цепи, где ток равен нулю. ЭДС и разность потенциалов ( V) измеряется через генератор не одно и то же: на самом деле генератора, как и любое другое электрическое устройство, которое вставляется в цепи, имеет свой собственный внутреннее сопротивление R, которая изменяет характеристики схемы, в результате чего некоторые напряжения производится поглощается генератором.
Тогда напряжение V-прежнему доступны для поддержания тока в цепи меньше ЭДС на величину RI:
В замкнутой системе, разность потенциалов и ЭДС равны только в идеальном случае, когда R = 0, на практике, однако, невозможно (часто, однако, внутреннее сопротивление генератора значительно меньше, чем сопротивление других элементов схемы и им можно пренебречь).
Резисторов и параллельно
Она называется резистор, что следует закону первой Ома ( V = RI). Так как каждый резистор характеризуется определенным значением сопротивления, резисторы часто неправильно называют "сопротивлением". Резисторы являются жизненно важными компонентами электрических схем и, как и другие элементы цепи могут быть подключены последовательно или параллельно (см. рис. 17,2).
В схеме с нескольких резисторов, соединенных последовательно (расположены друг за другом) тока такой же в любой точке схемы, а разность потенциалов цепи равна сумме потенциальных различий в стороны резисторов, для цепи состоит из N резисторов (и текущий путь я) разность потенциалов, для первого в закон Ома, определяется по формуле:
Общее сопротивление цепи состоит из нескольких резисторов, соединенных последовательно, таким образом, сумма сопротивлений резисторов в цепи.
В схеме, где резисторы соединены параллельно, их первый концы связаны друг с другом и узлов в цепи, вторая концы связаны друг с другом и второй узел схемы, так что каждый резистор является независимым от других. В этом случае интенсивность полный ток, протекающий через цепь (Я) является суммой тока, циркулирующего в ветвях цепи, а разность потенциалов в любой точке же, что находится на полюсах генератора ( V). Так интенсивность тока, протекающего в цепи, состоящей из N резисторов, соединенных параллельно, определяется по формуле:
В случае нескольких резисторов, соединенных параллельно с обратной их общее сопротивление равно сумме обратных сопротивления отдельных резисторов.
Предохранительные устройства и измерительные
В доме или в электрических цепях в общем пользовании, как правило, включены защитные устройства, которые не позволяют цепи от формирования токовых перегрузок. Например, предохранители, очень часто, являются небольшие участки металла, что нарушает цепь, если сила тока превышает определенные значения.
Схемы всегда обеспечены переключатель, чтобы открыть или закрыть контур в особых случаях, или выключатели безопасности, которые имеют ту же роль предохранителей или открытой цепи остановки протекание тока, если он превышает безопасных значений. Кроме того, автоматический выключатель, который обнаруживает даже небольшие изменения в текущих, разрывы цепи, когда происходит изменение силы тока, например из-за короткого замыкания или перегрузки. В внутренние установки вы можете иметь короткого замыкания образуется при случайной связи между двумя точками с заданной разностью потенциалов с сопротивлением гораздо меньше, чем обычно. Токи, которые установлены в цепи в присутствии короткого замыкания, как правило, значительно выше, чем те, при которых схема была разработана. Поскольку количество тепла увеличивается с квадрат текущего которая циркулирует, температура пострадавших компонентов принимает быстро значения, которые могут нарушить целостность изоляции и вызывают таяние проводников.
Другие устройства, которые действуют на мощность диодов и транзисторов .
Для измерения силы тока в цепи использовании инструмент, называемый амперметр, и для измерения разности потенциалов между двумя точками на схеме, используя вольтметр. Конечно, для измерения силы тока амперметр должен изменить как можно меньше, чтобы ток в цепи, которая имеет очень низкое сопротивление. Кроме того, поскольку вольтметра не может изменить силовой цепи, которая должна измерения разности потенциалов, необходимо, чтобы его сопротивление является относительно высокой.
