DC struja. Električni krugovi DC: izračun

DC struje se krećuodređeni smjer čestice s nabojem. Na drugi način, struja se može nazvati količinama poput struje ili napona, koji su konstantni u oba smjera i vrijednosti.

Razmotriti njegove karakteristike, primjenu itakođer električni krugovi istosmjerne struje. Na pitanja, kako se istražuje električni krug, kao što je izračunato za neke druge.

Od plus do minus ili obratno?

U izvoru, elektroni prelaze s minusavrijednosti na plus. Unatoč činjenici da svi to znaju, obično se smatra smjerom od plus do minus. Pitam se zašto? Objašnjeni smo da se to povijesno dogodilo. Ali je li doista tako? Uostalom, ova "povijest" nastala je u nekom apsolutno beznačajnom vremenskom razdoblju.

U izravnoj struji, glavni zakoniElektrotehnika: Ohmov zakon i zakoni Kirchhoffa. Struja je ranije nazvana galvanski, jer je dobivena kao rezultat galvanske reakcije. Kad se električna struja počela prevlačiti u kuće, došlo je do oštre rasprave o tome kakvu vrstu struje ulazi: konstantna ili promjenjiva. "Rat" osvojio je drugi, jer je bio jeftiniji. Mnogo je lakše prenositi na velike udaljenosti zbog jednostavne transformacije.

Kako dobiti izravnu struju

No, izravna struja nije nestala iz uporabe. Električni DC krugovi se, na primjer, nalaze u baterijama.

Struja je generirana elektromagnetnimindukciju, nakon čega se sakupljač ispravlja. Takva reakcija stvara generator, gdje se također stvara izravna struja. Električni istosmjerni strujni krugovi mogu se transformirati iz promjenjivog preko pretvarača i ispravljača.

Opseg primjene

Primjena ove vrste je vrlo široka. Većina kućanskih aparata, na primjer, računalni modem, tereti za mobilni telefon, struju ili hrane procesor radi na konstantnom strujom. Električni sklop DC se generiraju i pretvaraju u motor generatora i bilo koji prijenosni uređaj. On upravlja svim industrijskim motorima, au nekim zemljama čak i visokonaponskih vodova električne prijenosa. Čak iu nekim medicinskim uređajima se koristi.

Istosmjerna struja je sigurnija, jer može doći do fatalnog događaja kada je strujni šok od 300 mA, a s izmjeničnom strujom čak i pri 50-100 mA.

Električni krug

Komunikacija osigurava sve uređaje,zbog čega se provodi prijenos, distribucija i transformacija toplinskih, elektromagnetskih, svjetlosnih i drugih vrsta energije informacija. Procesi su opisani takvim elektromotornim silama kao što su struja i napon.

Osnovni elementi električnih strujnih krugova

Glavni elementi su prijemnici i izvoriinformacije o energiji, povezane s vodičima. U izvorima se razne vrste energije pretvaraju u električnu energiju. A kod prijemnika, naprotiv, struja ulazi u druge vrste.

Lanci, gdje je transformacija, prijenos i prijemelektrična energija se događa pri konstantnoj vrijednosti napona i struje tijekom cijelog vremena, nazivaju se DC krugovi. Tamo gdje se proces događa s promjenjivom vrijednošću - izmjeničnim krugovima.

Za izračun i istraživanje(obično služi laboratorijski rad za te svrhe), koristi se zamjenski krug, tj. idealizirani krug za stvarni izračun. Da biste je dobili, morate zamijeniti sve elemente kruga. Fizikalni procesi moraju biti izraženi u svakom matematičkom opisu.

Otporni elementi

Otpornik je jedan od prijemnika električnog strujnog kruga. Karakterizira ga aktivni otpor, koji se mjeri u omima. Otporni otpor, ili, kako se zovu, aktivno se uvode u supstitucijske krugove kako bi se u obzir pretvorila elektromagnetska energija u druge vrste.

Izračunavanje složenih električnih krugova trajnogStruja se proizvodi ako je postavljen pozitivan smjer svih struja i napona. Odaberite smjer njihovog čvora koji ima veliki potencijal za čvor s manjim potencijalom.

S neovisnim otporom od trenutnog otpornikaPozvani su linearni, a električni krug linearno je otporan. Karakteristika strujnog napona izražava se u smislu linearne funkcije koja prolazi kroz podrijetlo.

Prilikom analize takvih lanaca, načelopojednostavljenje, koje se sastoji u zamjeni složenih dijelova električnog kruga s jednostavnim. No struja i napon ne bi se trebali mijenjati. Zatim će se lanac presaviti na najjednostavniju vrstu. Priključeni otporni elementi moraju biti paralelni i sekvencijalno pretvoreni.

Serijska i paralelna veza

S nizom veze u svim elementima struja ima istu vrijednost. Ovdje je napon određen zbrojem svih uključenih otpora pomnoženih s I, to jest:

U = (R1 + R2 + RN) I = RI.

Kada se koristi paralelna vezakonstantni napon, ali struja je zbroj struja na svakom od elemenata. Stoga se može prikazati kao proizvod napona ekvivalentnom vodljivosti aktivnih elemenata. I, zauzvrat, jednak je zbroju vodljivosti elemenata. To je ono što čini izravnu struju.

Električni DC krugovi, osim toga, sadrže naponske i strujne izvore.

Izvori informacija

Neovisni napon (EMF, struja) izotpor vanjskog kruga naziva se njegovim izvorom. Izvor EMF-a (napona) mjeri se u praznom hodu, tj. Gdje je struja u izvoru nula. U zamjenskim krugovima otpornik uzima u obzir gubitke toplinske energije koji se oslobađaju iz izvora. Ako je nula, a trenutni izvor je beskrajan, to je idealan izvor. Pravi je uvijek konačan.

Vanjske karakteristike su sljedeće: za izvore EMF-a i napona, ovisnost proizlazi iz tekuće struje, a kod trenutnog izvora - od napona na terminalima.

Stvarni izvori imaju linearnu i nelinearnupodručja. Razmotrimo metode izračuna linearnih električnih krugova izravne struje. Oni su opisani u omskom zakonu za cjelokupni lanac, gdje je I = E / (Rh + Rbh). Zatim je U = E- RbhI. Iz ovih formula dobivaju se unutarnji otpor i unutarnja provodljivost:

• Rbh = ΔU / ΔI;
• Gbh = ΔI / ΔU.

Izračunavanje nelinearnih električnih krugova konstantnestruja se proizvodi na temelju Kirchhoffovog zakona. Metode proračuna linearnih i nelinearnih shema su različite. Stoga, potonji se ne smatraju u okviru ovog članka.

Linearni mjerni instrumenti

DC kapacitet električnog naponasadrži izvore. I instrumenti koji ga mjere su: voltmetar za mjerenje napona u sekciji kruga i ampermetar za sekvencijalnu vezu s krugom. S nultom vrijednošću unutarnjeg otpora i vodljivosti, instrumenti su idealni.

Metode uključivanja postaju razumljivije kada se razmatraju pomoću mjerenja otpora. Prema omskom zakonu, R = U / I.

Znamo da stvarni uređaji nemaju nulu. Stoga su moguće samo dvije mogućnosti njihova uključivanja:

• unutarnji otpor voltmetra je nekoliko puta većiizmjereni ampermetar - takav da smanjenje napona na njemu ne smanjuje smanjenje izmjerene otpora, a napon mjeren voltmetrom treba odgovarati radnom području;
• unutarnji otpor voltmetra je proporcionalan mjerenom otporu, a ampermetar je mnogo manji od izmjerene otpora.

Eksperiment i zadatke za ispitni rad

Za mjerenje napona i struje koriste se odgovarajući generatori. Unutarnji otpor se mjeri pomoću prekidača.

Voltmetar i ampermetar ulaze u blok AB1.

Za mjerenje otpora koriste se posebne mjere. U izvoru sile elektromotora, unutarnji otpor mora biti isključen.

U preporučenom zadatku, koji bi trebao bitiKontrolni rad, električni krugovi DC ispitani su određivanjem parametara izvora elektromotorne sile, trenutnog izvora, mjerenja otpora, proučavanjem uključivanja paralelnih i serija otpora, VAC.