(0)

Электрическое напряжение

   Электричество в природе существует в виде положительных и отрицательных зарядов. Согласно электронной теории вещества, атом состоит из ядра, представляющего собой положительно заряженные частицы - протоны, вокруг которого вращаются отрицательно заряженные частицы - электроны. Если атомы вещества теряют электроны, то оно будет заряжено положительно. Если же атомы вещества приобретают электроны, то оно заряжается отрицательно.

   В атомах многих тел электроны слабо связаны с ядром, отчего такие электроны часто покидают атом и находятся в беспорядочном движении. Тела, имеющие свободные электроны, называются проводниками первого рода. К ним относятся все металлы и их сплавы. Когда же на свободные электроны проводника начинает действовать внешнее электрическое поле, то беспорядочное перемещение свободных электронов приобретает направленное движение в одну сторону. В таком случае говорят, что по проводнику движется электрический ток. Электрический ток будет протекать только в замкнутой цепи.

Направление тока:

1 - источник электрической энергии, 2 - электроны, 3 - нагрузка, 4 - замкнутый контур

Главная / Справочник электрика / Электрическое напряжение

   Электроны представляют собой отрицательные заряды, они будут перемещаться в сторону положительного полюса источника питания. Но в электротехнике принято считать, что электрический ток всегда направлен от положительного полюса к отрицательному.

   Электрический ток характеризуется его величиной - это количество электричества, протекающее через поперечное сечение проводника за 1 сек. Математически это выглядит так: 1А = 1к / 1сек.

   Где 1к (кулон) - количество электричества к = 6,3 * 1018 электронов. За единицу величины электрического тока принимается Ампер (А). Когда с течением времени электрический ток в проводнике не меняет своё направление, его называют постоянным.

   Электрический ток ещё характеризуется плотностью. Она выражает отношение его величины к площади поперечного сечения его проводника:

   Где i - плотность тока, А / мм.2, S - площадь поперечного сечения проводника, мм2.

   Для характеристики электрического поля существует понятие электрического потенциала.

   Потенциалом любой точки рассматриваемого электрического поля называется работа, результатом которой является перемещение положительной единицы заряда из бесконечности в данную точку поля, и обозначается буквой ф (Фи).

   Так, например, для перемещения заряда +Q из бесконечности в заданную точку поля необходимо произвести работу А на преодоление электрических сил поля. Тогда потенциал данной точки поля можно рассчитать по формуле:

   Единицей измерения потенциала является вольт. Разность потенциалов двух точек электрического поля называется напряжением. Оно измеряется в вольтах и обозначается буквой U.Если потенциалы точек поля А и В соответственно равны фА и фВ , то напряжение между ними будет равно их разности:

   Сила, которая устанавливает и поддерживает разность потенциалов, вызывая электрический ток в цепи, называется электродвижущей силой (ЭДС) и обозначается уквой Е. ЭДС, как и напряжение, измеряется в вольтх.

   Устройства, создающие ЭДС и поддерживающие ток в цепи, называются источниками электрической энергии, или источниками тока. Самыми распространёнными источниками постоянного тока являются аккумуляторы разных типов и генераторы разных конструкций.

   У источников постоянного тока имеется два контакта, которые называются полюсами. Один положительный (+), другой отрицательный (-). Электрическая энергия от источника к потребителям передаётся по проводам.

Простая электрическая схема:

1 - источник тока, 2 - сопротивление, 3 - электрическая лампа

   ЭДС источника тока можно определить только при разомкнутой внещней цепи, а напряжение - при замкнутой. Внешняя цепь - это участок цепи между зажимами источника, расположенный вне его.

   Напряжение источника тока всегда меньше его ЭДС, так как какая-то часть электрической энергии теряется внутри источника тока и называется внутренним падением напряжения (U0), а другая часть, которая расходуется во внешней цепи, называется внешним падением напряжения (U). Тогда ЭДС источника тока будет равна:

   Например, если на зажимах источника тока напряжение равно 220В, а внутренне напряжение 5В, то ЭДС источника будет равна: