Введение

Электротехника — отрасль науки и техники, связанная с изучением электромагнитных явлений и практическим применением электричес­кой энергии.

Электрические цепи постоянного тока

2.1 Природа электрического тока. Постоянный электрический ток и электродвижущая сила

Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц назы­вают электрическим током.

Вещества, в которых может протекать электрический ток называют про­водниками электрического тока. К проводникам относятся все металлы и некоторые вещества. Вещества в которых не может протекать электрический ток называемых изоляторами (или диэлектриками). К диэлек­трикам относятся воздух, слюда, мрамор, пластмасса, лаки и эмали, стекловолокно и многие другие материалы.

Количественной характеристикой электрического тока является сила тока. Сила тока — совокупное количество электрического заряда, проходящее через поперечное сечение проводника в единицу времени. За единицу силы тока принят 1 ампер (А).

Силу тока в электрической цепи измеряют прибором, называемым амперметром.

Чтобы электрический ток протекал в проводнике длительное время, необходимо в нем поддерживать электрическое поле. Электрическое поле создают источники энергии. В источниках энергии происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц. Заряженные частицы накапливаются на полюсах источника.

Основные условия необходимые для существования тока в электри­ческой цепи: наличие свободных носителей заряда, наличие источника электроэнергии и замкнутая электрическая цепь.

Постоянный электрический ток — это ток, который с течением вре­мени не изменяет свою величину и направление.

За направление электрического тока условно принято считать направ­ление от «+» к «—».

В замкнутой цепи электрический ток протекает под действием элек­тродвижущей силы (ЭДС) источника энергии. ЭДС измеряется в воль­тах (В) и обозначается латинской буквой Е. ЭДС численно равна энергии, сообщае­мой источником тока единичному заряду.

Так как А = Pt, q = It (где Р — мощность, развиваемая источником тока, Вт; I— сила тока, t— время, с), то

Физическая величина , характеризующая электрическое поле, называется разностью потенциалов, или напряжением. Напря­жение рассматривается как физическая причина, обусловливающая возникновение тока в электрической цепи. За единицу напряжения, так же как и ЭДС, принят 1 вольт (В).

2.2 Электрическое сопротивление

Направленному движению электрических зарядов в любом провод­нике препятствуют его молекулы и атомы, поэтому как внешняя элек­трическая цепь, так и сам источник энергии оказывают препятствие прохождению тока. Величина, характеризующая противодействие электрической цепи прохождению электрического тока, называется электрическим сопротивлением. Электрическое сопротивление обозначается буквой R или (r). Еди­ница измерения сопротивления — Ом. Для оценки электрических свойств материала проводника служит удельное сопротивление. Удельное сопротивление обознача­ется буквой . Если проводник, изготовленный из материала с удельным сопротив­лением , имеет длину l (м) и площадь поперечного сечения S (мм²), то сопротивление всего проводника:

Способность проводника пропускать электрический ток характеризу­ется электропроводимостью, или просто проводимостью, которая пред­ставляет собой величину, обратную сопротивлению, и обозначается бук­вой . Единицей измерения проводимости является сименс (См):