Краткий конспект «Электрические цепи постоянного тока» Тема. Электрическое поле. Основные понятия.
Все тела и все вещества, входящие в состав этих тел состоят из молекул. Молекулы веществ состоят из атомов химических элементов. Атом имеет ядро атома, которое заряжено положительно, а вокруг него по орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. В обычных условиях атом электрически нейтрален. Однако под действием внешних факторов (нагрева, облучения лучами и т.п.) атомы могут терять часть электронов, заряжаясь при этом положительно. Тела, имеющие избыток электронов будут иметь отрицательный заряд. Одноименно заряженные тела взаимно отталкиваются, а разноименно заряженные - взаимно притягиваются.
За единицу заряда, или количества электричества в Международной системе единиц (СИ) принят кулон. Q (q) - заряд, измеряется в кулонах (Кл).
Заряд электрона е = - 1,6·10-19 Кл.
Величину, численно равную работе по перемещению единицы заряда между двумя точками электрического поля, называют электрическим напряжением.
;
где, А - работа, Дж;
q - заряд, Кл.
Единицей измерения напряжения является вольт:
.
Напряжение между данной точкой электрического поля и произвольно выбранной точкой отсчета называют потенциалом (φ). Потенциал измеряется в вольтах.
Напряжение между двумя точками электрического поля равно разности потенциалов между этими точками:
.
Проводники и диэлектрики.
Материалы, применяемые в электротехнике, называются электротехническими. Во всех электротехнических материалах имеется некоторое количество свободных зарядов, способных перемещаться под действием электрического поля. Наличие свободных электрических зарядов в материале обусловливает их электропроводимость.
Материалы, имеющие значительную электропроводность, называются проводниками. К ним относятся металлы, и их электропроводность вызвана наличием электронов.
Диэлектриками являются материалы, имеющие ничтожную электропроводность. Поэтому их называют изоляторами или изоляционными материалами.
Конденсаторы.
Конденсатором называют устройство, предназначенное для накопления электрических зарядов и состоящее из двух проводников, разделенных диэлектриком.
Два любых изолированных друг от друга проводника являются конденсатором: два провода линии, провод по отношению к земле, две жилы кабеля, две пластинки, разделенные диэлектриком.
У
словное
обозначение конденсатора:
Емкость конденсатора С определяется по формуле:
;
где, Q - заряд на обкладках конденсатора, Кл;
U - напряжение между обкладками, В.
Размерность емкости
(фарад).
1 микрофарад (мкФ) = 10-6 Ф;
1 пикофарад (пФ) = 10-12 Ф.
Тема. Электрические цепи постоянного тока.
1. Электрический ток, его величина и направление.
Электрический ток в металлах – направленное движение свободных электронов под действием сил внешнего электрического поля.
Интенсивность электрического тока характеризуется величиной тока. Величину постоянного тока определяют величиной заряда, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени:
;
где, I – ток, А;
Q – заряд или количество электричества, Кл;
T – время прохождения тока, с.
Более мелкими единицами тока являются:
1 милиампер (мА) = 10-3 А;
1 микроампер (мкА) = 10-6 А.
Отношение тока, проходящего через проводник, к сечению проводника называется плотностью тока:
;
где, I – величина тока, А;
S – поперечное сечение проводника, мм2;
j – плотность тока, А/мм2.
За положительное направление электрического тока (условно) принято движение электронов от положительного зажима источника (+) к отрицательному (-).