4. Сила та густина струму

Сила струму — це фізична величина, що дорівнює електрично­му заряду, який переноситься його носієм крізь визначену поверх­ню за одиницю часу. Якщо через поперечний переріз провідника за час t переноситься заряд q, то

А [Ампер] — це такий струм, при якому крізь поперечний переріз провідника протягом 1с протікає заряд в ІКл.

Густина електричного струму — це величина, яка характери­зує відношення сили струму до площі поперечного перерізу про­відника, по якому тече цей струм. Математично це можна вирази­ти як

В електротехніці поперечний переріз провідників вимірюється в мм², а відповідно густина струму в А/мм².

5. Закони електричних кіл постійного струму

Основними законами електричних кіл постійного стуруму є: законОма; перший закон Кірхгофа; другий закон Кірхгофа.

Розглянемо їх послідовно, виділяючи окремо закон Ома для ділянки кола та для повного кола.

Закон Ома для ділянки кола (рис.1) формулюється так. Струм на ділянці кола прямо пропорційний до напруги на цій ділянці кола та обернено пропорційний до його опору. Його молена записати формулою

звідки

Опір R характеризує властивості ділянки електричного кола і визначається відношенням напруги на цій ділянці до струму на ній при відсутності на ділянці ЕРС.

Рис. 1. Ділянка кола (до закону Ома). Рис. 2. Коло постійного струму.

Енергія W та потужність Ρ електричного струму визначаються за формулами:

Якщо у колі (рис. 2) замкнути ключ К, то закон Ома для повного кола можна сформулювати так: струм повного кола пря­мо пропорційний до ЕРС джерела та обернено пропорційний до сумарного опору кола.

де Rн — навантаження;Rвн — внутрішній опір джерела

А тому

тобто

З формули випливає, що напруга на затисках (а, б) дже­рела Е порівняно з його ЕРС зменшується за рахунок спаду на­пруги на внутрішньому опорі кола.

6. Елементи електричного кола

У загальному випадку кожний реальний елемент має R,L, та С. Інколи є можливість обмежитися лише одним параметром. Такі еле­менти, що мають тільки один параметр, називаються ідеальними.

Наприклад, ідеальне джерело живлення має тільки Е, ідеальний опір - тільки R тощо.

Елементи електричного кола бувають активними та пасивними. Якщо роботу елемента описують за допомогою поняття параметрів(R,L, С та М), цей елемент - пасивний. Якщо для опису роботи еле­мента потрібно вживати поняття величини електричного кола (I,U, Е),то цей елемент - активний.

До активних елементів належать усі джерела живлення та деякі приймачі (акумулятори, двигуни тощо).

Джерела живлення утворюють внутрішню ділянку, а приймачі - зовнішню ділянку кола. Ці ділянки відокремлюються полюсами. Ділянка кола, відокремлена двома полюсами, має назву двополюсника. Якщо дво­полюсник містить хоча б один активний елемент, цей двополюсник ак­тивний. Пасивний двополюсник містить тільки пасивні елементи.

Як і двополюсники, ділянки кола також бувають активні та пасивні. Якщо напрямки струму та напруги ділянки кола протилежні, ця ділянка працює у режимі джерела живлення. Якщо напрямки струму та напруги збігаються, ця ділянка працює у режимі приймача елект­ричної енергії.