Методическое пособие по курсу электротехники

Полная электрическая цепь и её параметры

Для возникновения тока необходимо наличие электрической цепи. Электрическая цепь - это состоящий из проводников замкнутый путь для тока, т. е. для направленного движения электрических зарядов. Для поддержания тока в цепи нужен источник электрической энергии. Он преобразует какую-либо форму энергии (например, химическую или механическую) в электрическую. Полученная от источника электрическая энергия преобразуется в другие формы энергии в различных ее приемниках.

Источником электрической энергии может быть батарея гальванических элементов (химических источников тока) или генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую.

В роли приемников электрической энергии могут выступать резисторы (реостаты), электрические лампочки, электролитические ванны, электродвигатели и многие другие устройства, которые преобразуют электрическую энергию в другие виды энергии.

Простейшая электрическая цепь состоит из источника электрической энергии (гальванического элемента, аккумулятора, генератора и т. п.), потребителей или приемников электрической энергии (ламп накаливания, электронагревательных приборов, электродвигателей и т. п.) и соединительных проводов, соединяющих источник электрической энергии с потребителем.

Источник электрической энергии дает электрическую энергию, а потребитель эту энергию преобразует в другие виды энергии: свет, тепло, движение и т. д.

У словные обозначения источников электрической энергии:

ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ

ЭЛЕМЕНТ

АККУМУЛЯТОР И БАТАРЕЯ

У словные обозначения потребителей электрической энергии

ДВИГАТЕЛЬ

Р ЕЗИСТОР (НАГРУЗКА)

ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ

РЕОСТАТ

Совокупность соединенных между собой источников электрической энергии, приемников и соединяющих их проводов называется электрической цепью .

Пример электрической цепи Схема замещения данной цепи

Пример электрической цепи Схема замещения данной цепи

Электрическая цепь делится на внутреннюю и внешнюю части.

К внутренней части цепи относится сам источник электрической энергии.

Во внешнюю часть цепи входят соединительные провода, потребители, рубильники, выключатели, электроизмерительные приборы, т е. все то, что присоединено к зажимам источника электрической энергии.

Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи.

Разрыв цепи в любом месте вызывает прекращение электрического тока.

Электрический ток в металлических проводниках

Строение атома таково: в центре атома находится ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а вокруг ядра движутся электроны.

На рисунках показаны модели атомов водорода, гелия и лития

Протоны обозначены на рисунке кружками со знаком «+», электроны кружками со знаком «-»

А

Атомы разных элементов отличаются друг от друга числом электронов, движущихся вокруг ядра.

Так, в атоме водорода вокруг ядра движется один электрон, в атоме гелия - два электрона.

Главной характеристикой химического элемента является заряд ядра.

Заряд протона положителен и равен по абсолютному значению заряду электрона. Поэтому атом электрически нейтрален.

Электроны могут иногда отрываться от атома и тогда общий заряд электронов в атоме изменится.

Но атом, потерявший один или несколько электронов, уже не является нейтральным, а будет иметь положительный заряд. Его называют тогда положительным ионом.

Наблюдается и обратное. Лишний электрон присоединяется к нейтральному атому. В этом случае атом приобретает отрицательный заряд и становится отрицательным ионом.

Заряд же ядра изменить очень трудно. А если он изменится, то получится уже другой химический элемент

том в целом не имеет заряда, он нейтрален, потому что положительный заряд его ядра равен отрицательному заряду всех его электронов.

.

Атом водорода

Атом

гелия

Атом

лития

Электроны, расположенные на внешней оболочке атомов металлов, слабо связаны со своим ядром. Поэтому они двигаются между атомами, притягиваясь то к одному , то к другому ядру, заполняя пространство между ними наподобие газа. Эти электроны называют свободными.

С вободные электроны находятся в состоянии беспорядочного движения и ток в металле равен нулю.

1.- электроны;

2. положительные ионы

Однако если внести металлический проводник в электрическое поле , то свободные электроны под действием сил поля начнут движение (дрейф) против поля создавая электрический ток

Электрическим током в металлах называется упорядоченное движение электрических зарядов (электронов).

Например, в металлах и полупроводниках носителями тока являются электроны, в жидких проводниках (электролитах) положительные и отрицательные ионы, а в ионизированных газах - как ионы, так и электроны.