1. Основные сведения по электротехнике.

1.1. Электрический ток.

Электрическим током называется направленное, упорядоченное движение электрических зарядов. В металлах и сплавах металлов электрический ток создается направленным, упорядоченным движением электронов.

Во всех случаях причиной создания электрического тока является электрическое поле – особый вид материи, через который осуществляется взаимодействие электрических зарядов.

Избыток электронов на одном конце проводника и недостаток на другом характеризуют напряжение, т. е. разность потенциалов на концах проводника. Электрический ток протекает под действием электродвижущей силы (ЭДС) или напряжения.

В качестве источников тока применяются устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую. Условно различают химические источники тока, в которых электроэнергия вырабатывается в результате окислительно-восстановительной реакции (например гальванические элементы, электрохимические генераторы), и физические источники тока, преобразующие тепловую, механическую, электромагнитную, а также энергию радиационного излучения и ядерного распада в электрическую (электромагнитные генераторы, термоэлектрические генераторы, солнечные и атомные батареи и др.).

В зависимости от характера изменения основных параметров силы тока и направления электрический ток бывает постоянном и переменным.

Постоянным током называется ток, который с течением времени не изменяется по силе и направлению.

Переменным током называется электрический ток, изменяющийся во времени.

По своим электрическим свойствам все вещества подразделяются на проводники, полупроводники и изоляторы.

Способность проводника оказывать противодействие прохождению электрического тока называется электрическим сопротивлением.

Сопротивление проводника зависит от длины проводника, с увеличением которой сопротивление увеличивается; от площади поперечного сечения проводника (чем меньше площадь, тем больше сопротивление); от температуры проводника (чем выше температура, тем больше сопротивление); от материала проводника.

1.2. Электрическая цепь.

Совокупность различных устройств и соединяющих их проводников (или элементов электропроводящей среды), по которым может протекать электрический ток, называется электрической цепью (рис. 1).

Электрическая цепь и ее схема

Электрическая цепь постоянного тока состоит из источников тока (аккумулятор, гальванический элемент и др.), потребителей (лампы накаливания, электронагревательные приборы и др.) и проводников, соединяющих источники тока с потребителями. Кроме того, в состав электрической цепи могут входить измерительные приборы, устройства, обеспечивающие замыкание цепи, предохранители и другие вспомогательные элементы.

Необходимыми условиями для возникновения и поддержания электрического тока в цепи являются наличие разности потенциалов на зажимах источника электрической энергии и замкнутость цепи. При разрыве электрической цепи действие электрического тока прекращается.

Электрическая цепь имеет внутреннюю и внешнюю части. Условно принято считать, что ток на внешнем участке цепи имеет направление от положительного зажима источника к отрицательному зажиму, т. е. от точек с большим потенциалом к точкам с меньшим потенциалом. Следовательно, на внешнем участке цепи положительным направлением тока является направление, противоположное действительному движению отрицательных зарядов (электронов). На внутреннем (генераторном) участке за положительное направление тока принято направление от отрицательного зажима к положительному.