1.11. Электродвижущая сила (эдс).

Если соединить два разноименно заряженных тела (две точки с разными потенциалами), то между ними пройдет кратковременный ток и заряды сравняются. Что бы ток проходил длительно, необходимо поддерживать разность потенциалов между этими точками, а для этого в источнике тока, по отношению к цепи за пределами источника, заряды должны двигаться в обратном направлении (т.е. отрицательные заряды не к (+) а к (-). Это происходит за счет ЭДС, которая разделяет заряды внутри источника, «заставляя» отрицательные заряды двигаться и н акапливается на (-) минусе, а положительные на (+) плюсе для создания и поддерживания напряжения. Для этого в аккумуляторах используется энергия химической реакции, а в генераторах механическая энергия. ЭДС обозначается Е или е, [В,V] (вольт)

1.12. Элементы электрической цепи.

Любая электрическая цепь включает в себя основное и вспомогательное оборудование и состоит из двух участков. Внутренний участок цепи – это сам источник, и ток по нему направлен от (-) к (+). Внешний участок – это вся остальная цепь. Ток во внешнем участке направлен от (+) к (-).

Примечание: в основном, при изучении электрических схем локомотивов, рассматриваются внешние участки цепей.

К основным элементам цепи относятся: источник, потребитель и соединительные провода.

Простейшая электрическая цепь постоянного тока.

Прим. Отличительными признаками потребителя является его способность пре-образовывать электрическую энергию в другой вид – механическую, тепловую, излучение. Примеры: электродвигатель, лампа, резистор, нагревательные элементы, телефоны и т.п. Для сравнения - трансформатор считать потребителем нельзя.

К вспомогательным элементам относятся:

1. в ыключатели, рубильники;

2. измерительные приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры,

гальванометры и др.);

3. а ппараты защиты (предохранители, автоматические выключатели).

1.13. Законы Ома.

Устанавливают зависимость между основными параметрами электрической цепи.

I -й Закон Ома (для участка цепи):

Сила тока, проходящего по участку цепи пропорциональна приложенному напряжению к данному участку и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи.

Следствие: падение напряжения на участке цепи (выделение энергии) пропорционально силе тока и сопротивлению данного участка U = I × R

II-й Закон Ома (для полной цепи):

Сила тока, проходящего по участку цепи пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

R - сопротивление внешнего участка цепи (всех потребителей)

r

r

- сопротивление внутреннего участка цепи (источника)

если математически преобразовать 2-й закон Ома, то получится следующее:

E = I (R+r ) = I × R + I × r = U + I × r , т.е. U= E - I × r

При этом E > U на величину I × r, (за исключением случая при разомкнутой цепи, когда I=0, а E = U),

Следствие: ЭДС E характеризует энергию, которую источник вырабатывает, а напряжение U – энергию, которую получает потребитель. Направление ЭДС обозначают от (-) к (+), а напряжения от (+) к (-). Напряжение U всегда меньше ЭДС E на величину падения напряжения внутри источника I × r. Чем больше количество и мощность потребителей (при обычном параллельном соединении), тем напряжение меньше. Такое снижение напряжения с ростом нагрузки в цепи называют просадкой напряжения

Величина просадки напряжения зависит от мощности источника.

Прим. В общем случае понятия источник тока и источник напряжения характеризуют источники электроэнергии. В частности источник тока рассчитывается на большие токи (например, сварочный генератор) и, чтобы не выйти из строя он должен иметь достаточно большое внутреннее сопротивление r. Источник напряжения должен выдавать его стабильно, не допуская просадок независимо от роста нагрузки, поэтому он должен иметь малое внутреннее сопротивление r.