Jednosmerný prúd. DC elektrické obvody: výpočet

Priamy prúd sa pohybuješpecifický smer častice s nábojom. Inými slovami, prúd môže byť nazývaný ako hodnoty prúdu alebo napätia, ktoré sú konštantné v smere aj v hodnote.

Zvážte jeho charakteristiky, použitie aaj DC elektrické obvody. Budeme odpovedať na otázky týkajúce sa skúmania elektrického obvodu, spôsobu jeho výpočtu a niektorých ďalších.

Z plusu na mínus alebo naopak?

Pri zdroji sa elektróny pohybujú z mínusuhodnoty pozitívne. Napriek tomu, že o tom všetci vie, považuje sa to za zváženie smeru od plusu k mínusu. Zaujímalo by ma, prečo? Vysvetľujú nám, čo bolo v minulosti takto. Ale je to naozaj? Koniec koncov, tento "príbeh" sa formoval v úplne nevýznamnom čase.

V priamom prúde sú hlavné zákonyelektrotechnika: Ohmov zákon a Kirchhoffove zákony. Prúd bol skôr nazývaný galvanický, pretože bol získaný ako výsledok galvanickej reakcie. Keď sa elektrický prúd začal vykonávať doma, existovali ťažké diskusie o tom, ktorý prúd by mal vstúpiť: priamy alebo striedajúci sa. "Vojna" vyhral druhú, pretože sa ukázala byť menej nákladná. Je to oveľa jednoduchšie prenášať na dlhé vzdialenosti kvôli ľahkej transformácii.

Ako získavate konštantný prúd

Ale nezmizli z použitia jednosmerného prúdu. Elektrické jednosmerné obvody sa nachádzajú napríklad v batériách.

Prúd je generovaný elektromagnetickýmindukcia, nasleduje vyrovnávanie kolektora. Táto reakcia vytvára generátor, ktorý tiež produkuje konštantný prúd. Jednosmerné obvody môžu byť transformované z AC meničmi a usmerňovačmi.

Rozsah pôsobnosti

Aplikácia tohto typu je dosť široká. Vo väčšine domácich spotrebičov doma, napríklad v počítači modem, nabíjanie pre mobilný telefón, varná kanvica alebo kuchynský robot pracuje presne DC. Obvody DC sa generujú a konvertujú na alternátor vozidla a na akékoľvek prenosné zariadenie. Prevádzkuje všetky priemyselné motory av niektorých krajinách dokonca aj vysokonapäťové elektrické vedenia. Aj v niektorých zdravotníckych pomôckach sa používa.

Jednosmerný prúd je bezpečnejší, pretože smrť môže nastať pri prúde z 300 mA a pri striedavom prúde aj pri 50-100 mA.

Elektrický okruh

Komunikáciu zabezpečujú všetky zariadeniavďaka ktorému sa vykonáva prenos, distribúcia a transformácia tepelných, elektromagnetických, svetelných a iných typov energetických informácií. Procesy sú opísané elektromotorickými silami, ako sú prúd a napätie.

Hlavné prvky elektrických obvodov DC

Hlavnými prvkami sú prijímače a zdroje.energetické informácie, spojené vodičmi. V zdrojoch rôznych druhov energie sa mení na elektrickú energiu. A v prijímačoch naopak elektrina prechádza do iných typov.

Reťazce, v ktorých je konverzia, prenos a príjemElektrická energia sa vyskytuje pri konštantnej hodnote napätia a prúdu v priebehu času, označované ako jednosmerné obvody. Ak sa proces vyskytuje s obvodmi s premennou hodnotou - striedavým prúdom.

Na výpočet a výskumDC elektrický obvod (laboratórna práca na tieto účely zvyčajne slúži) sa používa ekvivalentný obvod, teda idealizovaný obvod na výpočet skutočného obvodu. Aby ste to dosiahli, musíte nahradiť všetky prvky schémy. Fyzické procesy musia byť vyjadrené v každom matematickom popise.

Odporové prvky

Rezistor je jedným z prijímačov elektrických obvodov. Vyznačuje sa odporom, ktorý sa meria v ohmoch. Odporové odpory alebo, ako sa tiež nazývajú, aktívne sú zavedené do ekvivalentných obvodov, aby sa zohľadnila konvertibilná elektromagnetická energia na iné typy.

Výpočet zložitých elektrických obvodov trvalýprúd sa vytvorí, ak nastavíte kladný smer všetkých prúdov a napätí. Vyberte smer uzla, ktorý má veľký potenciál pre uzol s menším potenciálom.

S nezávislým odporom voči prúdovému odporulineárny a elektrický okruh - lineárny odpor. Charakteristika prúdového napätia sa vyjadruje pomocou lineárnej funkcie prechádzajúcej cez pôvod.

Pri analýze takýchto reťazcov sa zásada často uplatňuje.zjednodušenie, spočívajúce v nahradení zložitých častí elektrického obvodu jednoduchými. Ale prúd a napätie by sa nemali meniť. Potom sa reťaz preloží do najjednoduchšej formy. Pripojené odporové prvky sa musia transformovať paralelne a sériovo.

Paralelné a paralelné pripojenie

Sériové pripojenie vo všetkých prvkoch prúdu má rovnakú hodnotu. Tu je napätie určené súčtom všetkých zahrnutých odporov vynásobených I, to znamená:

U = (R1 + R2 + RN) I = RI.

Pri paralelnom pripojeníkonštantné napätie, ale prúd je súčet prúdov na každom z prvkov. Preto môže byť reprezentovaná ako produkt napätia a ekvivalentnej vodivosti aktívnych prvkov. A zase sa rovná súčtu vodivosti prvkov. To je to, z čoho je DC.

Elektrické jednosmerné obvody okrem toho obsahujú zdroje napätia a prúdu.

Zdroje informácií

Nezávislé napätie (EMF, prúd) ododpor externého obvodu sa nazýva jeho zdroj. Zdroj EMF (napätie) sa meria pri voľnobehu, to znamená, že prúd v zdroji je nulový. V ekvivalentných obvodoch zohľadňuje rezistor tepelné straty, ktoré sú uvoľnené zo zdroja. Ak je nula a aktuálny zdroj je nekonečný, ide o ideálny zdroj. Real má vždy konečnú hodnotu.

Vonkajšie charakteristiky sú nasledovné: pri zdrojoch elektromotorickej sily a napätia závisí závislosť od prúdiaceho prúdu a pri zdroji prúdu od napätia na svorkách.

Skutočné zdroje majú lineárne a nelineárneoblastiach. Zvážte metódy výpočtu lineárnych elektrických obvodov. Sú opísané v Ohmovom zákone pre celý reťazec, kde I = E / (Rh + Rbh). Potom U = E- RbhI. Vnútorný odpor a vnútorná vodivosť vyplývajú z týchto vzorcov:

• Rbh = ΔU / ΔI;
• Gbh = ΔI / ΔU.

Výpočet nelineárnych trvalých elektrických obvodovsúčasnosť je založená na Kirchhoffovom zákone. Výpočtové metódy pre lineárne a nelineárne schémy sú rôzne. Preto sa tieto v tomto článku nepovažujú.

Lineárne meracie prístroje

DC kapacitaobsahuje zdroje. Prístroje, ktoré merajú, sú: voltmetr na meranie napätia na časti obvodu a ampérmetr pre sekvenčné pripojenie k obvodu. Pri nulovom vnútornom odpore a vodivosti sú zariadenia ideálne.

Inklúzne metódy sú zrozumiteľnejšie, keď sa sledujú pomocou merania odporu. Podľa Ohmovho zákona, R = U / I.

Vieme, že skutočné zariadenia nemajú nulovú hodnotu. Preto sú pre ich zahrnutie možné len dve možnosti:

• vnútorný odpor voltmetra je mnohokrát väčšínameraný ammeter - tak, že pokles napätia na ňom neznižuje pokles nameraného odporu a napätie, merané voltmetrom, musí zodpovedať pracovnému rozsahu;
• Vnútorný odpor voltmetra je porovnateľný s nameraným a ammeter je podstatne menší ako nameraný.

Experiment a úlohy pre test

Na meranie napätia a prúdu sa používajú vhodné generátory. Ich vnútorný odpor sa meria pomocou spínačov.

V jednotke AB1 je zahrnutý voltmetr a ampérmetr.

Špeciálne schémy sa používajú na meranie odporu. Pri zdroji elektromotorickej sily musí byť vnútorný odpor vypnutý.

V odporúčanom priradení, ktoré by malo maťkontrolné práce, DC elektrické okruhy sú skúmané určením parametrov zdroja elektromotorickej sily, prúdového zdroja, odporu merania, skúmanie zaradenia paralelných a sériových odporov, IVC.