Основные законы электрического тока.

Чтобы понять законы электрического тока, условно распространим законы движения жидкости по трубам на электрическую цель.

С хемы гидравлической системы и электрической цепи:а) гидравлическая система: 1 — насос; 2 — турбина; 3 ‑ расходомер; 4 — манометр; б) — электрическая цепь: 1 ‑ генератор электрического тока; 2 -сопротивление; 3 ‑ амперметр: 4‑ вольтметр.

Чем больше будет разность давления жидкости, создаваемая насосом, и чем меньше будет сопротивление протеканию жидкости (чем больше будет сечение труб), тем больше жидкости пройдет по трубе.

В электрической цепи движение электронов происходит под воздействием электродвижущей силы (э.д.с.), создаваемой генератором электрического тока.

Чем больше будет э.д.с. генератора, тем больше пройдет электричества в единицу времени. Как в гидравлической системе при движении жидкости давление падает по мере удаления от водонапорного бака (Рис.2), (часть давления расходуется на преодоление трения о стенки трубы), так и электродвижущая сила источника тока идет на преодоление сопротивления электрической цепи.

Рис. 2 Зависимость давления напора воды

Часть э.д.с., идущей на преодоление сопротивления отдельных участков цепи, в том числе и в самом генераторе, называют падением напряжения.

Чем больше удален генератор от потребителя, тем больше падение напряжения в питающей цепи, тем меньше величина напряжения у потребителя электрической энергии.

Падение напряжения измеряется, как и напряжение, в вольтах.

Закон Ома.

Приложенное к цепи напряжение, протекающий по цепи ток и сопротивление цепи связаны между собой определенным соотношением, которое называется законом Ома, по имени открывшего его ученого.

Закон Ома гласит: сила тока, протекающего по цепи, прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи.

Закон Ома выражается формулой

, где: i – сила тока, а; U – напряжение в сети, в, R – сопротивление, ом.

Для определения напряжения и сопротивления цепи эту формулу можно представить так:

Пример: Определить силу тока, если в цепи с сопротивлением 12 ом приложено напряжение 120 в ? а.

Режимы работы электрических цепей.

• Режим короткого замыкания (КЗ). Если полюса генератора замкнуть проводником с малым сопротивлением, то при R=0,1 ом и U=200 в по цепи пройдёт недопустимо большой ток, что приведёт к выходу генератора из строя: I к.з. = 200 : 0,1 = 2000 а.

• Режим холостого хода. Если цепь с генератором разомкнута, то сила тока в цепи будет равна нулю.

• Режим нагрузки. Если цепь замкнута,то по ней проходит ток, зависящий от сопротивлений, включённых в данную цепь: , где R – сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление генератора.