Источники эл. Энергии (источники питания)

1. гальванические элементы химические источники ~0.5%

2. термопреобразователи ~0.001%

3. солнечные батареи ~0.001%

4. эл. механические генераторы ~99.5%

Например, гальванический элемент можно получить, опустив в раствор две пластины из Cu и Zn. В результате химической реакции медная пластина заряжается положительно, а цинковая — отрицательно. Между разноимёнными пластинами возникает однородное эл. поле Е. Оно препятствует направлению движения ионов в растворе. При некотором значении величина напряжённости Е=Е₀ накопление зарядов на пластинах прекращается. Разность потенциалов, при которой прекращается накопление зарядов, между пластинами определяет стороннюю силу. Количественную меру сторонней силы называют эдс. Здесь , — расстояние между пластинами. Если к выводам гальванического элемента подключить резистор, то в замкнутой потечёт ток. Направленное движение ионов в растворе кислоты сопровождается их взаимными столкновениями, что создаёт внутреннее сопротивление гальванического элемента.

Резистивные элементы

Для цепи постоянного тока это единственные (кроме источников питания) элементы (в различных видах и сочетаниях, естественно). Реактивные элементы могут применяться в качестве вспомогательных устройств только в совокупности с коммутирующими элементами.

Столкновение свободных электронов в проводниках с атомами кристаллической решётки тормозят их поступательное движение. Это противодействие направленному движению свободных электронов, то есть постоянному току составляет физическую сущность сопротивления проводника. Аналогичен механизм сопротивления в газах и электролитах.

Для участка цепи с сопротивлением R ток и напряжение связаны простым соотношением — законом Ома

Проводниковые свойства материала определяют его объёмное удельное сопротивление , равное сопротивлению между противоположными сторонами куба 1 м³. Единица —[Ом*м]. Значение для металлов очень мало. Для удобства расчётов поперечное сечение берут в мм². Тогда единицей будет Ом*мм²/м или мкОм*м.

Значение удельных сопротивлений ряда проводниковых материалов приводятся в таблице1

(стр.32 л2).

В зависимости от свойств, применение их самое разнообразное: нагревательные устройства (нихром), измерительные приборы (манганин, константан), осветительные аппараты (вольфрам, молибден).

Зависимость сопротивления от температуры

(стр.35 л2)

R₂=R₁+R₁(₂-₁)

Нагревание элементов электрических цепей (стр.22 л3 стр.39 л2)

Тепловое действие тока обусловлено столкновением частиц вещества. При этом их кинетическая энергия преобразуется в тепло.

Скорость такого преобразования характеризуется мощностью

Тепловое действие электрического тока имеет полезный и вредный эффект.

1. Нагрев с целью получения тепла, освещения, плавка, сварка

2. Нагрев частей электрических машин, аппаратов, проводов.

При установившемся режиме ( )

здесь А- теплоотдача т.е. температура нагревающегося тела R зависит от его теплоотдачи.

Очень важное соотношение, ибо оно определяет работоспособность электрической установки, его надежность. На практике, при задании зависит от плотности тока

См таблицу №2 на стр.41 л2

Допустимый нагрев в конечном счете определяется плотностью тока, а , еще и к.п.д. машины. U= .Если нагрузку задач в виде потребителя мощности , ввести понятие относительной падения напряжения , то получим -сечение провода.