Простейшая цепь показана на рис.1 в двух вариантах. Слева показана универсальная, общая, схема, пригодная для понимания работы любой цепи.
Основными элементами простейшей цепи являются:
- источник электрической энергии (источник ЭДС), на схеме обозначен буквой Е; стрелка в условном графическом обозначении (значке) источника ЭДС обозначает направление ЭДС (указывает на положительный полюс источника);
- потребитель (сопротивление нагрузки); на левой схеме потребителем является сопротивление, обозначенное буквой R;
- соединительные провода.
Примером простейшей цепи служит карманный фонарик. Его схема показана на рисунке справа. В фонарике роль источника ЭДС выполняет батарейка (гальванический элемент), а роль нагрузки - лампа накаливания HL. Выключатель S позволяет включать и выключать лампу.
Рис1. Простейшая электрическая цепь
Источник ЭДС это источник энергии. Его задача - порождать в цепи электрический ток. Между выводами источника существует разность потенциалов - плюс и минус. Разность потенциалов между выводами источника порождает ток в цепи., Как и напряжение, разность потенциалов измеряется в вольтах.
Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. В проводах переносчиком зарядов являются электроны. Сила тока измеряется в амперах. В этой части курса мы рассматриваем постоянный ток. Постоянным называется ток, который, при работе цепи. не меняется ни по величине ни по направлению. Такой ток в цепи обеспечивает батарейка в лампочке карманного фонаря. На рис. 2 показан характер изменения постоянного тока во времени (в условиях установившегося режима). Из графика видно, что ток не изменяется с течением времени.
Рис.2. График постоянного тока
В полной электрической цепи различают внешний и внутренний участки. Внешний участок – это все, что подключено к источнику ЭДС извне. Для карманного фонарика это провода, выключатель, лампа. Внутренний участок – это то, что находится внутри источника, прежде всего – внутреннее сопротивление источника.
Рассматриваемая цепь называется полной, так как в ней присутствуют как внешний, так и внутренний участки цепи.
Можно рассматривать участки цепи по отдельности, например, сопротивление нагрузки или внутреннее сопротивление. В этом случае говорят не о полной цепи, а только об отдельном её участке (внешнем или внутреннем). В схеме на рис.1 можно выделить отдельные участки: сопротивление нагрузки Rн и r0 – внутреннее сопротивление источника ЭДС.
В рассмотренной схеме сопротивление нагрузки обозначается заглавной буквой R. Сопротивление внутреннего участка обозначают малой буквой r.
Сопротивлением проводов, входящих в цепь, на первом этапе изучения электротехники, можно пренебречь и считать его равным нулю.
Источник ЭДС имеет два основных параметра:
- величина ЭДС источника (Е), измеряемая в вольтах (В) и
- величина внутреннего сопротивления ro измеряемого в омах (Ом).
Оба эти параметра будем считать постоянными; они не зависят от режима работы цепи.
Под действием разности потенциалов по цепи проходит ток от положительного полюса (+) источника к отрицательному (-). Направление тока указывается стрелкой на проводе (см. рис.1). Ток обозначается буквой I. Сила тока измеряется в амперах.
Ток проходит от “+” источника ЭДС по внешнему участку цепи к “ – “ ЭДС. Ток не имеет начала и конца. Цепь тока замкнута, следовательно, внутри источника тоже протекает ток. Внутренний участок цепи тоже обладает сопротивлением. Внутреннее сопротивление обозначают малой буквой с нижним индексом ro.
В процессе работы цепи энергия, по проводам, передается от источника потребителю. Задачей цепи в целом является передача энергии от источника к потребителю.
В нагрузке (потребителе) происходит преобразование электрической энергии, полученной от источника ЭДС в другой вид энергии. Например, если нагрузкой источника (потребителем электроэнергии) является лампа накаливания, то в ней электрическая энергия преобразуется в свет. В случае, если нагрузкой будет электродвигатель, то в электродвигателе происходит преобразование электрической энергии в механическую.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 231.