Через медный провод пропускают электрический ток. Выберите правильное утверждение. A. Сила

Объясни, почему автомобили должны снижать скорость или останавливаться возле железнодорожных переездов, прежде чем их пересекать. В объяснении использ … уй термин инерция!

а) Напиши сколько показывает каждый динамометр б) с помощью какого динамометра можно измерить тело массой 1,4 кг? Поясни ответ!

На горизонтальной поверхности стола стоит книга. Он подвергается действию силы тяжести и силы упругости. а) с помощью стрелок покажи: силу, с которой … Земля воздействует на книгу; силу, с которой книга воздействует на стол. б) Напишите название каждой силы.

У дверного проема есть небольшой (высотой примерно 1 см) порог.Вася приставил к порогу стул передними ножками,привязал к верхней точке спинки стула ве … ревку и с помощью динамометра выяснил,что стул начинает опрокидываться,когда к веревке перпендикулярно порогу прикладывается горизонтальная сила F1=16Н. Затем он перевернул стул, и теперь стул касается порога своими задними ножками.В этом случае минимальное значение силы, приложенной перпендикулярно порогу в горизонтальном направлении, необходимой для опрокидывания стула,окозалось равно F2=12Н.Расстояние между ножками стула равно а=42 см.Высота верхней точки спинки стула над полом равна Н=72см.Можно считать, что эта точка находится ровно над линией задних ножек.Какую минимальную силу нужно приложить к веревке чтобы опрокинуть стул,если он приставлен к порогу боком? Считайте ускорение свободного падения g=10 мс2.Правая и левая половинки стула симметричны Срочно нужен ответ Спасибо

2. Человек 3 км прошёл пешком, а потом 20 км ехал на велосипеде. Во сколько раз скорость езды больше скорости ходьбы, если ехал он вдвое дольше, чем ш … ёл?

Рассчитай, какова подъёмная сила дирижабля, наполненного водородом, если его объём равен 2510 м³.Принять g=9,8Н/кг.​

29. Знайти максимальну висоту колони, яку можна збудувати з каменю, що має межу міцності на стискання 5 МПа і густину 5000 кг/м 3 . Вважати g = 10 м/с … 2

Решите пожайлуста дам 20 балав дам 19. Кульки мають маси: 1 — 0,5 кг, 2 — 300 г, 3 — 50 г, 4 — 0,05 кг. Визначте, яку кульку важче вивести із стану с … покою, якщо вони знаходяться на горизонтальній поверхні.

рисунки 2 привидений графики зависимости корзина двух тел движущиеся далее из от времени определить его графика модуль относительно скорости движения … этих тел. помогите пожалуйста очень срочно прошу вас ​

Прошу, умоляю… Сириус курсы доп.главы физики 8 класс В условиях предыдущей задачи найдите R, для которого отношение значений R2 и R1, то есть R2/R1 … , минимально. Ответ выразите в омах, округлите до целого числа. Указание. Если x>0, a>0 и b>0, то минимум выражения x/a+b/x достигается при x=√(ab).

12 Начальный уровень

1. Через медный провод пропускают электрический ток. Выберите правильное утверждение.
A. Сила тока обратно пропорциональна приложенному напряжению.
Б. Сопротивление провода прямо пропорционально приложенному напряжению.
B. Если провод укоротить, его сопротивление уменьшится.

2. В показанной на рисунке цепи амперметр показывает 0,5 А, а вольтметр показывает 3 В. Выберите правильное утверждение.

A. Сила тока во втором резисторе меньше, чем в первом.
Б. Сила тока в первом резисторе равна 0,25 А.
B. Электрическое сопротивление первого резистора равно 6 Ом.

3. К алюминиевому проводу приложили некоторое постоянное
напряжение. Выберите правильное утверждение.

A. Если напряжение увеличить, сопротивление провода уменьшится.
Б. Если напряжение увеличить в 2 раза, сила тока также увеличится в 2 раза.
B. Если провод укоротить, его сопротивление увеличится.

4. В участке цепи (см. рисунок) амперметр показывает 0,6 А, а вольтметр 3 В. Выберите правильное утверждение.

A. Если силу тока в цепи уменьшить, то напряжение на резисторе увеличится.
Б. Электрическое сопротивление резистора равно 5 Ом.
B. Если напряжение увеличить, сопротивление резистора увеличится.

5. Через алюминиевый провод пропускают электрический ток. Выберите правильное утверждение.
A. Если увеличить напряжение на проводе в 3 раза, сопротивление провода увеличится в 3 раза.
Б. Сила тока в проводе обратно пропорциональна приложенному напряжению.
B. Если увеличить напряжение на проводе в 3 раза, сила тока увеличится в 3 раза.

6. К источнику постоянного напряжения подключили реостат. На рисунке приведен график зависимости силы тока в цепи от сопротивления реостата. Выберите правильное утверждение.

А. Сила тока прямо пропорциональна сопротивлению реостата.

Б. Чтобы уменьшить силу тока в 2 раза, сопротивление реостата нужно увеличить в 2 раза.
В. Напряжение на реостате меньше 5 В.

Поиск

1. Если световой луч падает под некоторым углом на поли­рованную металлическую поверхность, то наблюдается… Выберите правильное утверждение. A. … преломление. Б. … рассеянное отражение. B. … …

1. Стальной и алюминиевый проводники одинаковой длины и одинакового диаметра включены в цепь так, как показано на рисунке. Выберите правильное утверждение. A. Сила тока в стальном проводнике больше, …

1. Стальной и алюминиевый проводники одинаковой длины и одинакового диаметра включены в цепь так, как показано на рисунке. Выберите правильное утверждение. A. Сила тока в стальном проводнике больше, …

1.Через медный провод пропускают электрический ток. Выберите правильное утверждение. A. Сопротивление провода прямо пропорционально приложенному напряжению. Б. Сила тока обратно пропорциональна …

1.Через медный провод пропускают электрический ток. Выберите правильное утверждение. A. Сопротивление провода прямо пропорционально при­ложенному напряжению. Б. Сила тока обратно пропорциональна …

1. Электрон перемещается в поле, силовые линии которого показаны на рисунке. Выберите правильное утверждение. A. При перемещении электрона из точки 1 в точку 2 электрическое поле совершает отрицательную …

1. Электрон перемещается в поле, силовые линии которого показаны на рисунке. Выберите правильное утверждение. A. При перемещении электрона из точки 1 в точку 2 электрическое поле совершает отрицательную …

1. Какое из приведенных ниже выражений определяет по­нятие напряженности электрического поля? Выберите правильное утверждение. A. Физическая величина, характеризующая способность тела к электрическим …

1. Какое из приведенных ниже выражений определяет по­нятие напряженности электрического поля? Выберите правильное утверждение. A. Физическая величина, характеризующая способность тела к электрическим …

1. Как изменится сила взаимодействия двух точечных элек­трических зарядов при увеличении модуля одного из них в 3 раза? Выберите правильное утверждение. A. Увеличится в 3 раза. Б. Уменьшится в три …

Зависимость сечения кабеля и провода от токовых нагрузок и мощности

При проектировании схемы любой электрической установки и монтаже, выбор сечения проводов и кабелей является обязательным этапом. Чтобы правильно подобрать силовой провод нужного сечения, необходимо учитывать величину максимального потребления.

Сечения проводов измеряется в квадратных милиметрах или «квадратах». Каждый «квадрат» алюминиевого провода способен пропустить через себя в течение длительного времени нагреваясь до допустимых пределов максимум  — только 4 ампера, а медный провода  10 ампер тока. Соответственно, если какой-то электропотребитель потребляет мощность равную 4 киловаттам (4000 Ватт), то при напряжении 220 вольт сила тока будет равна 4000/220=18,18 ампер и для его питания достаточно подвести к нему электричество медным проводом сечением 18,18/10=1,818 квадрата. Правда в этом случае провод будет работать на пределе своих возможностей, поэтому следует взять запас по сечению в размере не менее 15%. Получим 2,091 квадрата. И теперь подберем ближайший провод стандартного сечения. Т.е. к этому потребителю мы должны вести проводку медным проводом сечением 2 квадратных миллиметра именуемого нагрузкой тока. Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Алюминиевый провод будет соответственно в 2,5 раза толще.

Из расчета достаточной механической прочности открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться таблицами.

Медные жилы проводов и кабелей
Сечение токопроводящей жилы, мм.	Напряжение, 220 В		Напряжение, 380 В
	ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
1,5	19	4,1	16	10,5
2,5	27	5,9	25	16,5
4	38	8,3	30	19,8
6	46	10,1	40	26,4
10	70	15,4	50	33,0
16	85	18,7	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
35	135	29,7	115	75,9
50	175	38,5	145	95,7
70	215	47,3	180	118,8
95	260	57,2	220	145,2
120	300	66,0	260	171,6

Алюминиевые жилы проводов и кабелей
Сечение токопроводящей жилы, мм.	Напряжение, 220 В		Напряжение, 380 В
	ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
2,5	20	4,4	19	12,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9	30	19,8
10	50	11,0	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22,0	85	56,1
50	135	29,7	110	72,6
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44,0	170	112,2
120	230	50,6	200	132,0

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами к примеру кабель МКЭШВнг
Сечение токопроводящей жилы, мм.	Открыто	Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
		Двух одножильных	Трех одножильных	Четырех одножильных	Одного двухжильного	Одного трехжильного
0,5	11	—	—	—	—	—
0,75	15	—	—	—	—	—
1	17	16	15	14	15	14
1,2	20	18	16	15	16	14,5
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2,5	30	27	25	25	25	21
3	34	32	28	26	28	24
4	41	38	35	30	32	27
5	46	42	39	34	37	31
6	50	46	42	40	40	34
8	62	54	51	46	48	43
10	80	70	60	50	55	50
16	100	85	80	75	80	70
25	140	115	100	90	100	85
35	170	135	125	115	125	100
50	215	185	170	150	160	135
70	270	225	210	185	195	175
95	330	275	255	225	245	215
120	385	315	290	260	295	250
150	440	360	330	—	—	—
185	510	—	—	—	—	—
240	605	—	—	—	—	—
300	695	—	—	—	—	—
400	830	—	—	—	—	—

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами
Сечение токопроводящей жилы, мм.	Открыто	Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
		Двух одножильных	Трех одножильных	Четырех одножильных	Одного двухжильного	Одного трехжильного
2	21	19	18	15	17	14
2,5	24	20	19	19	19	16
3	27	24	22	21	22	18
4	32	28	28	23	25	21
5	36	32	30	27	28	24
6	39	36	32	30	31	26
8	46	43	40	37	38	32
10	60	50	47	39	42	38
16	75	60	60	55	60	55
25	105	85	80	70	75	65
35	130	100	95	85	95	75
50	165	140	130	120	125	105
70	210	175	165	140	150	135
95	255	215	200	175	190	165
120	295	245	220	200	230	190
150	340	275	255	—	—	—
185	390	—	—	—	—	—
240	465	—	—	—	—	—
300	535	—	—	—	—	—
400	645	—	—	—	—	—

Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных
Сечение токопроводящей жилы, мм.	Ток*, А, для проводов и кабелей
	одножильных		двухжильных			трехжильных
	при прокладке
	в воздухе	в воздухе		в земле	в воздухе		в земле
1,5	23	19		33	19		27
2,5	30	27		44	25		38
4	41	38		55	35		49
6	50	50		70	42		60
10	80	70		105	55		90
16	100	90		135	75		115
25	140	115		175	95		150
35	170	140		210	120		180
50	215	175		265	145		225
70	270	215		320	180		275
95	325	260		385	220		330
120	385	300		445	260		385
150	440	350		505	305		435
185	510	405		570	350		500
240	605	—		—	—		—

* Токи относятся к кабелям и проводам с нулевой жилой и без нее.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных
Сечение токопроводящей жилы, мм.	Ток, А, для проводов и кабелей
	одножильных		двухжильных			трехжильных
	при прокладке
	в воздухе	в воздухе		в земле	в воздухе		в земле
2,5	23	21		34	19		29
4	31	29		42	27		38
6	38	38		55	32		46
10	60	55		80	42		70
16	75	70		105	60		90
25	105	90		135	75		115
35	130	105		160	90		140
50	165	135		205	110		175
70	210	165		245	140		210
95	250	200		295	170		255
120	295	230		340	200		295
150	340	270		390	235		335
185	390	310		440	270		385
240	465	—		—	—		—

Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
Сечение медных жил проводов и кабелей, кв.мм	Допустимый длительный ток нагрузки для проводов и кабелей, А	Номинальный ток автомата защиты, А	Предельный ток автомата защиты, А	Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 B	Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки
1,5	19	10	16	4,1	группа освещения и сигнализации
2,5	27	16	20	5,9	розеточные группы и электрические полы
4	38	25	32	8,3	водонагреватели и кондиционеры
6	46	32	40	10,1	электрические плиты и духовые шкафы
10	70	50	63	15,4	вводные питающие линии

В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.

Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях
Наименование линий	Наименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами, кв.мм
Линии групповых сетей	1,5
Линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику	2,5
Линии распределительной сети (стояки) для питания квартир	4

 

Надеемся данная информация была полезна для Вас. Мы же напоминаем что у нас Вы можете купить кабель МКЭКШВнг отличного качества по низкой цене. 

Тематическое оценивание знаний по теме: «Электрический ток» — Электрический ток — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ — ВСЕ УРОКИ ФИЗИКИ 9 класс — конспекты уроков — План урока — Конспект урока — Планы уроков — разработки уроков по физике

1-й семестр

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

 

2. Электрический ток

Урок 23/29

Тема. Тематическое оценивание знаний по теме: «Электрический ток»

 

Цель урока: контроль и оценивание знаний, умений и навыков учащихся по изученной теме.

Тип урока: урок контроля и оценивания знаний.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Итоговое тематическое оценивание можно провести в виде тестирования или обычной контрольной работы. Тестирование учащихся можно выполнить на уроке в классе, а контрольную работу задать на дом. Можно предложить учащимся выполнить контрольную работу, тестирование на двух уроках (если у учителя есть такая возможность).

Можно предложить ученикам на урок 24 тестовых задания. В каждом из заданий необходимо выбрать один правильный ответ из четырех предложенных. За каждое правильно выполненное задание дается 0,5 балла (если сумма набранных баллов окажется не целым, оценка округляется в сторону увеличения до ближайшего целого числа).

В качестве примера приводим несколько вариантов тестовых заданий.

1. При замыкании ключа в цепи будет протекать электрический ток.

Электрический ток обусловлен движением…

 

 

А …положительных ионов.

…Отрицательных ионов.

…Электронов.

Г …положительных и отрицательных ионов.

2. На рисунке показано…

 

 

А …тепловое действие тока.

…Магнитное действие тока.

В …химическое действие тока.

Г …механическое действие тока.

3. На рисунке показана шкала вольтметра, с помощью которого измеряют напряжение на лампе.

 

 

А Цена деления шкалы равна 40.

Б Вольтметр показывает напряжение 220 В.

В Вольтметр должен быть подключен к лампе последовательно.

Г Сопротивление вольтметра должно быть очень маленьким.

4. На рисунке приведена схема электрической цепи и показание вольтметра.

А Вольтметр и резистор включены последовательно.

Цена деления шкалы равна 1.

В Напряжение на резисторе больше 5.

Г Вольтметр и резистор включены параллельно.

 

 

5. Какой из приведенных ниже выражений может быть определением понятия «электрическое сопротивление»?

А Физическая величина, характеризующая действие тока.

Б Физическая величина, характеризующая напряжение на участке цепи.

В Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи.

Г Физическая величина, характеризующая силу тока в участке цепи.

6. Имеющиеся два провода одинаковых размеров. Первый провод изготовлен из меди, второй — с нікеліну.

А Сопротивление обоих проводов одинаковый.

Бы Сопротивление медного провода меньше.

В Сопротивление нікелінового проволоки меньше.

Г Напряжения на каждом из проводов будут одинаковым при одной и той же силе тока.

7. Через медный провод пропускают электрический ток.

А Сила тока обратно пропорциональна приложенному напряжению.

Бы Сопротивление провода прямо пропорционально приложенному напряжению.

В Сопротивление провода зависит от величины силы тока.

Г Если провод укоротить, его сопротивление уменьшится.

8. В показанном на рисунке кругу амперметр показывает 0,5 А, а вольтметр показывает 3 В.

 

 

А Сила тока в первом резисторе меньше, чем во втором.

Бы Сила тока во втором резисторе меньше, чем в первом.

В Сила тока в первом резисторе равна 0,25 А.

Г Электрическое сопротивление первого резистора равно 6 Ом.

9. Стальной и алюминиевый проводники одинаковой длины и одинакового диаметра включены в цепь так, как показано на рисунке.

 

 

А Сила тока в стальном проводнике больше, чем в алюминиевом.

Бы Сила тока в алюминиевом проводнике больше, чем в стальном.

В Напряжение на стальном проводнике больше, чем на алюминиевом.

Г Проводники соединены параллельно.

10. Два резисторы включены в цепь так, как показано на рисунке.

 

 

А Общее сопротивление резисторов меньше 20 Ом.

Бы Сила тока в обоих резисторах одинакова.

В Напряжение на обоих резисторах одинакова.

Г Напряжение на первом резисторе больше, чем на втором.

11. Медный и алюминиевый проводники одинаковой длины и одинакового диаметра включены в цепь так, как показано на рисунке.

 

 

А Напряжение на медном проводнике меньше, чем на алюминиевом.

Бы Напряжение на алюминиевом проводнике меньше, чем на медном.

В Проводники соединены последовательно.

Г Сила тока в медном проводнике больше, чем в алюминиевом.

12. Два резисторы включены в цепь так, как показано на рисунке.

 

 

А Общее сопротивление резисторов меньше 5 Ом.

Бы Общее сопротивление резисторов больше 5 Ом.

В Сила тока в обоих резисторах одинакова.

Г Напряжение на втором резисторе вдвое больше, чем на первом.

13. Три одинаковых резистора соединены так, как показано на рисунке.

 

 

А Первый и третий резисторы соединены параллельно.

Бы Первый и второй резисторы соединены параллельно.

В Сила тока в резисторе 3 больше, чем в резисторе 1.

Г Напряжение на резисторах 1 и 3 одинаково.

14. На рисунке изображена схема соединение проводников.

 

 

А Резисторы R1 и R3 включены последовательно.

Бы Резисторы R2 и R3 включены последовательно.

В Резисторы R1 и R3 включены параллельно.

Г Общее сопротивление участка цепи меньше сопротивления резистора R3.

15. Какую физическую величину можно вычислить, используя произведение IUt ?

А Мощность электрического тока.

Работу электрического тока.

В Количество теплоты, выделяемой на участке цепи.

Г Энергию электрического тока.

16. Какую физическую величину можно вычислить, используя произведение I2Rt ?

А Мощность электрического тока.

Работу электрического тока.

В Количество теплоты, выделяемой на участке цепи.

Г Энергию электрического тока.

17. Лампа, рассчитанная на напряжение 6 В, подключена к источнику постоянного напряжения 18 В последовательно с реостатом. Лампа горит нормальным накалом.

А Мощность тока в реостаті в 2 раза больше, чем в лампе.

Бы Напряжение на лампе и на реостаті одинакова.

В Сила тока в лампе меньше, чем в реостаті.

Г Сопротивление лампы в 2 раза больше сопротивления реостата.

18. Мощность тока в нікеліновому проводе, подключенном к полюсам источника постоянного напряжения, равна 20 Вт.

А Если разрезать проволоку на 5 равных частей и подключить их к тому самому источнику параллельно, общая мощность тока в них равна 0,5 кВт.

Если бы нікеліновий провод заменить нихромовой таких же размеров, мощность тока в проводе увеличится.

Если последовательно с проволокой подключить резистор, мощность тока в проводе увеличится.

Г Если провод укоротить в 2 раза, мощность тока в нем будет равняться 10 Вт.

 

Тематическая контрольная работа

Вариант 1

1. (1 балл) На рисунке приведена схема электрической цепи и показание амперметра.

А Цена деления шкалы амперметра 0,5 А.

Бы Напряжение на резисторе равна 1,5 В.

В Сила тока в сечении B меньше, чем в сечении A.

Г За 5 с в резисторе выделится количество теплоты, большее по 50 Дж.

 

 

2. (1 балл) На рисунке приведены графики зависимости силы тока от напряжения для проводников A и B.

 

 

А Сопротивление проводника A меньше, чем сопротивление проводника B.

Бы Сопротивление проводника A меньше 0,5 Ом.

В Сопротивление проводника B больше 5 Ом.

Г За то же время при одинаковом напряжении в проводнике A выделится меньшее количество теплоты, чем в проводнике B.

3. (2 балла) Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током? Объясните свой ответ.

4. (2 балла) К концам медного и алюминиевого проводников одинаковых размеров приложены одинаковые напряжения. Одинаковы ли силы тока в них? Объясните свой ответ.

5. (3 балла) Найдите напряжение на резисторах R1 = 3 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 4 Ом, если амперметр показывает 6 А.

 

 

6. (3 балла) Из какого материала изготовлена спираль нагрівного элемента, мощность которого 480 Вт, если его длина равна 16 м, сечение 0,224 мм2 и напряжение в сети 120 В?

Допустимая сила тока от сечения провода

Когда электрический ток протекает по кабелю, часть энергии теряется. Она уходит на нагрев проводников из-за их сопротивления, с уменьшением которого возрастает величина передаваемой мощности и допустимый ток для медных проводов. Наиболее приемлемым проводником на практике является медь, которая имеет небольшое электрическое сопротивление, устраивает потребителей по стоимости и выпускается в широком ассортименте.

Следующим металлом с хорошей проводимостью является алюминий. Он дешевле меди, но более ломкий и деформируется в местах соединений. Прежде внутридомовые отечественные сети были проложены алюминиевыми проводами. Их прятали под штукатурку и надолго забывали об электропроводке. Электроэнергия преимущественно уходила на освещение, и провода легко выдерживали нагрузку.

С развитием техники появилось множество электроприборов, которые стали незаменимы в быту и потребовали большего количества электричества. Потребляемая мощность возросла и проводка перестала с ней справляться. Теперь стало немыслимо делать электроснабжение квартиры или дома без расчета электропроводки по мощности. Провода и кабели выбираются так, чтобы не было лишних затрат, а они полностью справлялись со всеми нагрузками в доме.

Причина нагрева электропроводки

Проходящий электрический ток вызывает нагрев проводника. При повышенной температуре металл быстро окисляется, а изоляция начинает плавиться при температуре от 65 0 С. Чем чаще она нагревается, тем быстрее выходит из строя. По этой причине провода выбирают по допустимому току, при котором не происходит их перегрев.

Площадь сечения проводки

По форме провод выполняется в виде круга, квадрата, прямоугольника или треугольника. У квартирной проводки сечение преимущественно круглое. Шина медная устанавливается обычно в распределительном шкафу и бывает прямоугольной или квадратной.

Площади поперечных сечений жил определяются по основным размерам, замеряемым штангенциркулем:

• круг — S = πd 2 / 4;
• квадрат — S = a 2 ;
• прямоугольник — S = a * b;
• треугольник — πr 2 / 3.

В расчетах приняты следующие обозначения:

• r — радиус;
• d — диаметр;
• b, a — ширина и длина сечения;
• π = 3,14.

Расчет мощности в проводке

Мощность, выделяющаяся в жилах кабеля при его эксплуатации, определяется по формуле: P = I_n 2 Rn,

где I_n — нагрузочный ток, А; R — сопротивление, Ом; n — количество проводников.

Формула подходит при расчете одной нагрузки. Если к кабелю их подключено несколько, количество тепла рассчитывается отдельно для каждого потребителя энергии, а затем результаты суммируются.

Допустимый ток для медных многожильных проводов также рассчитывается через поперечное сечение. Для этого необходимо распушить конец, замерить диаметр одной из проволочек, посчитать площадь и умножить на их количество в проводе.

Сечение проводов для разных условий эксплуатации

Сечения проводов удобно измерять в квадратных миллиметрах. Если грубо оценивать допустимый ток, мм2 медного провода пропускает через себя 10 А, при этом не перегреваясь.

В кабеле соседние провода греют друг друга, поэтому для него надо выбирать толщину жилы по таблицам или с поправкой. Кроме того, размеры берут с небольшим запасом в сторону увеличения, а после выбирают из стандартного ряда.

Проводка может быть открытой и скрытой. В первом варианте она прокладывается снаружи по поверхностям, в трубах или в кабель-каналах. Скрытая проходит под штукатуркой, в каналах или трубах внутри конструкций. Здесь условия работы более жесткие, поскольку в закрытых пространствах без доступа воздуха кабель нагревается сильней.

Для разных условий эксплуатации вводятся коэффициенты поправки, на которые следует умножать расчетный длительно допустимый ток в зависимости от следующих факторов:

• одножильный кабель в трубе длиной более 10 м: I = I_n х 0,94;
• три одножильных кабеля в одной трубе: I = I_n х 0,9;
• прокладка в воде с защитным покрытием типа Кл: I = I_n х 1,3;
• четырехжильный кабель равного сечения: I = I_n х 0,93.

Пример

При нагрузке в 5 кВт и напряжении 220 В сила тока через медный провод составит 5 х 1000 / 220 = 22,7 А. Его сечение составит 22,7 / 10 = 2,27 мм 2 . Этот размер обеспечит допустимый ток для медных проводов по нагреву. Поэтому здесь следует взять небольшой запас 15 %. В результате сечение составит S = 2,27 + 2,27 х 15 / 100 = 2,61 мм 2 . Теперь к этому размеру следует подобрать стандартное сечение провода, которое составит 3 мм.

Рассеивание тепла при работе кабеля

Проводник не может разогреваться от проходящего тока бесконечно долго. Одновременно он отдает тепло окружающей среде, количество которого зависит от разности температуры между ними. В определенный момент наступает равновесное состояние и температура проводника устанавливается постоянной.

Важно! При правильно подобранной проводке потери на нагрев снижаются. Следует помнить, что за нерациональный расход электроэнергии (когда провода перегреваются) также приходится платить. С одной стороны плата взимается за лишний расход по счетчику, а с другой — за замену кабеля.

Выбор сечения провода

Для типовой квартиры электрики особенно не задумываются о том, какие сечения проводки выбрать. В большинстве случаев используют такие:

• вводной кабель — 4-6 мм 2 ;
• розетки — 2,5 мм 2 ;
• основное освещение — 1,5 мм 2 .

Подобная система вполне справляется с нагрузками, если нет мощных электроприборов, к которым порой надо вести отдельное питание.

Отлично подходит для того, найти допустимый ток медного провода, таблица из справочника. В ней также приведены данные расчета при использовании алюминия.

Основой для выбора проводки является мощность потребителей. Если суммарная мощность в линиях от главного ввода P = 7,4 кВт при U = 220 В, допустимый ток для медных проводов составит по таблице 34 А, а сечение — 6 мм 2 (закрытая прокладка).

Кратковременные режимы работы

Максимально допустимый кратковременный ток для медных проводов при режимах работы с длительностью циклов до 10 мин и рабочими периодами между ними не более 4 мин приводится к длительному режиму работы, если сечение не превышает 6 мм 2 . При сечении выше 6 мм 2 : I_доп = I_n∙0,875/√Т_п.в.,

где Т_п.в — отношение длительности рабочего периода к продолжительности цикла.

Отключение питания при перегрузках и коротких замыканиях определяется техническими характеристиками применяемых защитных автоматов. Ниже приведена схема небольшого щита управления квартиры. Питание от счетчика поступает на вводной автомат DP MCB мощностью 63 А, который защищает проводку до автоматов отдельных линий мощностью 10 А, 16 А и 20 А.

Важно! Пороги срабатывания автоматов должны быть меньше максимально допустимого тока проводки и выше нагрузочного тока. В таком случае каждая линия будет надежно защищена.

Как правильно выбрать вводной провод в квартиру?

Величина номинального тока на кабеле ввода в квартиру зависит от того, сколько подключено потребителей. В таблице приведены необходимые приборы и их мощность.

Электроприбор	Номинальная мощность, кВт
Телевизор	0,18
Бойлер	2-6
Холодильник	0,2-0,3
Духовой шкаф	2-5
Пылесос	0,65-1
Электрочайник	1,2-2
Утюг	1,7-2,3
Микроволновка	0,8-2
Компьютер	0,3-1
Стиральная машина	2,5-3,5
Система освещения	0,5
Всего	12,03-23,78

Силу тока по известной мощности можно найти из выражения:

I = P∙K_и/(U∙cos φ), где K_и = 0,75 — коэффициент одновременности.

Для большинства электроприборов, являющихся активной нагрузкой, коэффициент мощности cos φ = 1. У люминесцентных ламп, электродвигателей пылесоса, стиральной машины и др. он меньше 1 и его необходимо учитывать.

Длительно допустимый ток для приборов, приведенных в таблице, составит I = 41 — 81 А. Величина получается довольно внушительной. Всегда следует хорошенько подумать, когда приобретаешь новый электроприбор, потянет ли его квартирная сеть. По таблице для открытой проводки сечение входного провода составит 4-10 мм 2 . Здесь еще надо учитывать, как квартирная нагрузка повлияет на общедомовую. Возможно, что ЖЭК не позволит подключить столько электроприборов к стояку подъезда, где через распределительные шкафы под каждую фазу и нейтраль проходит шина (медная или алюминиевая). Их просто не потянет электросчетчик, который обычно устанавливается в щите на лестничной площадке. Кроме того, плата за перерасход нормы электроэнергии вырастет до внушительных размеров из-за повышающих коэффициентов.

Если проводку делать для частного дома, то здесь надо учитывать мощность отводящего провода от главной сети. Обычно используемого алюминиевого провода СИП-4 сечением 12 мм 2 может и не хватить для большой нагрузки.

Выбор проводки для отдельных групп потребителей

После того как выбран кабель для подключения к сети и для него подобран защищающий от перегрузок и коротких замыканий автомат ввода, необходимо подобрать провода для каждой группы потребителей.

Нагрузка разделяется на осветительную и силовую. Самым мощным потребителем в доме является кухня, где устанавливаются электроплита, стиральная и посудомоечная машины, холодильник, микроволновка и другие электроприборы.

Для каждой розетки выбираются провода на 2,5 мм 2 . По таблице для скрытой проводки он пропустит 21 А. Схема снабжения обычно радиальная — от распределительной коробки. Поэтому к коробке должны подходить провода на 4 мм 2 . Если розетки соединены шлейфом, следует учитывать, что сечению 2,5 мм 2 соответствует мощность 4,6 кВт. Поэтому суммарная нагрузка на них не должна ее превышать. Здесь есть один недостаток: при выходе из строя одной розетки, остальные также могут оказаться неработоспособными.

На бойлер, электроплиту, кондиционер и другие мощные нагрузки целесообразно подключать отдельный провод с автоматом. В ванную комнату также делается отдельный ввод с автоматом и УЗО.

На освещение идет провод на 1,5 мм 2 . Сейчас многие применяют основное и дополнительное освещение, где может потребоваться большее сечение.

Как рассчитать трехфазную проводку?

На расчет допустимого сечения кабеля влияет тип сети. Если мощность потребления одинакова, допустимые токовые нагрузки на жилы кабеля для трехфазной сети будут меньше, чем для однофазной.

Для питания трехжильного кабеля при U = 380 В применяется формула:

Коэффициент мощности можно найти в характеристиках электроприборов или он равен 1, если нагрузка активная. Максимально допустимый ток для медных проводов, а также алюминиевых при трехфазном напряжении указывается в таблицах.

Заключение

Для предупреждения перегрева проводников при длительной нагрузке следует правильно рассчитать поперечное сечение жил, от которого зависит допустимый ток для медных проводов. Если мощности проводника будет недостаточно, кабель преждевременно выйдет из строя.

Таблици допустимого тока по сечению провода

В следующей таблице сведены данные мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых материалов, для расчетов и выбора зашитных средств, кабельно-проводниковых материалов и электрооборудования.

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами.

Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами.

Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.

Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки.

В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.

Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях.

— электроснабжение объектов энергетики, проектные, электромонтажные и пусконаладочные работы под ключ

+7 (342) 202-77-09 Заказать звонок

Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей

Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Зная суммарный ток всех потребителей и учитывая соотношения допустимой для провода токовой нагрузки ( открытой проводки) на сечение провода:

• для медного провода 10 ампер на миллиметр квадратный,
• для алюминиевого 8 ампер на миллиметр квадратный, можно определить, подойдет ли имеющийся у вас провод или же необходимо использовать другой.

При выполнении скрытой силовой проводки (в трубке или же в стене) приведенные значения уменьшаются умножением на поправочный коэффициент 0,8. Следует отметить, что открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм из расчета достаточной механической прочности.

Приведенные выше соотношения легко запоминаются и обеспечивают достаточную точность для использования проводов. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться нижеприведенными таблицами.

В следующей таблице сведены данные мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых материалов, для расчетов и выбора зашитных средств, кабельно-проводниковых материалов и электрооборудования.

Расчет сечения кабеля

Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5мм², а на освещение — 1,0-1,5мм². Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении. Обратите внимание, что при прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах, как например, в стене) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Важно Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Сечение кабеля, мм²	Проложенные открыто						Проложенные в трубе
	медь			алюминий			медь			алюминий
	ток, А	кВт		ток, А	кВт		ток, А	кВт		ток, А	кВт
		220В	380В		220В	380В		220В	380В		220В	380В
0,5	11	2,4
0,75	15	3,3
1,0	17	3,7	6,4				14	3,0	5,3
1,5	23	5,0	8,7				15	3,3	5,7
2,5	30	6,6	11,0	24	5,2	9,1	21	4,6	7,9	16,0	3,5	6,0
4,0	41	9,0	15,0	32	7,0	12,0	27	5,9	10,0	21,0	4,6	7,9
6,0	50	11,0	19,0	39	8,5	14,0	34	7,4	12,0	26,0	5,7	9,8
10,0	80	17,0	30,0	60	13,0	22,0	50	11,0	19,0	38,0	8,3	14,0
16,0	100	22,0	38,0	75	16,0	28,0	80	17,0	30,0	55,0	12,0	20,0
25,0	140	30,0	53,0	105	23,0	39,0	100	22,0	38,0	65,0	14,0	24,0
35,0	170	37,0	64,0	130	28,0	49,0	135	29,0	51,0	75,0	16,0	28,0

Если Вы внимательно изучили приведенную таблицу и таки желаете самостоятельно определить необходимое Вам сечение кабеля, например, для ввода в дом, то Вам также необходимо знать следующее. Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабеля в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя. При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п. Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

• поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;

• поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

• поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;

• поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Если и это Вас не останавливает — то открывайте справочник под ред.Белоруссова на стр.503, а мы снимаем шляпу.

Если деньги для Вас не проблема, тогда смело увеличивайте справочное сечение жилы на 50%, и спите спокойно: так как даже все поправочные коэффициенты в сумме не дадут больше.

При расчете необходимого сечения кабеля основной критерий — это количество тепла, выделяемого кабелем при прохождении через него электрического тока и температура окружающей среды. Вообще-то, любой электропроводник может пропустить через себя очень много тока, вплоть до температуры своего плавления, а это в десятки раз больше, чем указано в справочниках. Обратите внимание, что в справочниках приведены величины для длительных токовых нагрузок на кабель. А кратковременные нагрузки могут быть гораздо выше. Т.е. запас всегда есть. Но при условии, что Вы приобрели кабель, произведенный по ГОСТу. Если же Вам вместо медного кабеля продали нечто, сделанное из какого-то сплава и покрытое пластиком из вторичного полиэтилена (из использованных кульков и ПЭТ-бутылок), то зачем Вам все эти таблицы: см. статью «Как выбрать кабель»

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают). Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую строону допустимы). Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:
U = ((p l) / S) I, где
U — напряжение постоянного тока, В
p — удельное сопротивление провода, Ом*мм²/м
l — длина провода, м
S — площадь поперечного сечения, мм²
I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подставновки, или с помощью простйеших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице. Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.

Удельное электрическое сопротивление некоторых металлов, применяемых в электротехнике

Металл	Сопротивление, Ом·мм2/м
Серебро	0,015…0,0162
Медь	0,01724…0,018
Золото	0,023
Алюминий	0,0262…0,0295
Вольфрам	0,053…0,055
Цинк	0,059
Никель	0,087
Железо	0,098
Платина	0,107
Олово	0,12
Свинец	0,217…0,227

Внимание: это авторская статья, поэтому при использовании материала просьба делать ссылку на первоисточник.

author: Оleg Stolyarov

Когда я щелкаю выключателем, свет включается очень быстро. Насколько быстро в проводе течет электричество? | Ребята из науки

Когда я щелкаю выключателем, свет включается очень быстро. Насколько быстро в проводе течет электричество?

ноябрь 2001

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно взглянуть на саму материю на самом базовом уровне. Материя состоит из небольших единиц, называемых атомами. На этом атомном уровне материя обладает двумя основными характеристиками. Материя имеет массу и может иметь электрический заряд, положительный или отрицательный, или может быть нейтральным без заряда.Каждый атом содержит три типа частиц с разными характеристиками; положительные протоны, нейтральные нейтроны и отрицательные электроны.

Электрический ток (электричество) — это поток или движение электрического заряда. Электричество, проводимое в вашем доме по медным проводам, состоит из движущихся электронов. Протоны и нейтроны атомов меди не движутся. Фактическое продвижение отдельных электронов в заданном направлении через проволоку довольно медленное. Электроны должны пройти через миллиарды атомов в проводе, а это занимает значительное время.В случае медного провода калибра 12, по которому проходит ток 10 ампер (типично для домашней электропроводки), отдельные электроны перемещаются только примерно на 0,02 см в секунду или 1,2 дюйма в минуту (в науке это называется дрейфовой скоростью электронов). . Если такова природа, почему свет загорается так быстро? При такой скорости электронам потребовались бы часы, чтобы добраться до огней.

Атомы очень крошечные, менее миллиардной метра в диаметре. Проволока «заполнена» атомами и свободными электронами, и электроны движутся между атомами.В типичном медном проводе каждую секунду будут проходить триллионы электронов через любую заданную точку провода, но они будут проходить через эту точку очень медленно. Подумайте о проволоке в сравнении с трубкой, полной шариков. Если мы протолкнем еще один шарик в заполненную трубу, то один шарик должен будет выйти из другого конца. Электроны похожи на проволоку. Если кто-то двигается, они все должны двигаться. Таким образом, когда вы включаете переключатель, разность электрических потенциалов (создаваемая генератором) немедленно вызывает силу, которая пытается переместить электроны.Если вы заставляете двигаться один электрон при включении переключателя, электроны по всей проволоке перемещаются, даже если длина проволоки составляет много миль. Поэтому, когда вы включаете выключатель, электроны в свете начинают двигаться «мгновенно», насколько нам известно, то есть что-то начинает происходить во всей электрической системе. Хотя электроны на самом деле движутся по проводу медленно, мы говорим, что скорость электричества близка к скорости света (очень быстро). На самом деле мы имеем в виду, что воздействие электричества происходит «мгновенно».»Свет загорается в тот момент, когда вы щелкаете выключателем. Вам не нужно ждать, пока электроны потекут от выключателя к свету.

Class_8_living_science for Class 8 Science Chapter 15

Стр. № 196:

Вопрос 1:

Электрический ток — это поток частиц с отрицательным зарядом
(а).
(б) положительный заряд.
(c) как положительные, так и отрицательные заряды текут друг напротив друга.
(d) положительный или отрицательный заряд в зависимости от материала.

Ответ:

d) положительный или отрицательный заряд в зависимости от материала

В твердом проводе (медный провод, алюминиевый провод и т. Д.) Ток представляет собой поток отрицательных зарядов (электронов). Направление тока противоположно направлению электронов. В жидком проводнике (растворе соли) ток — это поток положительных ионов (положительных зарядов).Течение тока совпадает с направлением положительных ионов, но противоположно направлению отрицательных ионов.

Стр. № 196:

Вопрос 2:

Что из перечисленного не является проводником электричества?
(а) водопроводная вода
(б) соленая вода
(в) пертол
(г) сок лайма

Ответ:

(в) бензин

Бензин является углеводородом; следовательно, у него нет свободных электронов или ионов для проведения электричества.

Стр. № 196:

Вопрос 3:

Электролит — это твердое тело класса
(a), которое проводит электричество.
(b) жидкость, которая проводит электричество и при этом химически распадается.
(c) жидкость, не проводящая электричество.
(d) твердое тело, не проводящее электричество.

Ответ:

(b) жидкость, которая проводит электричество и химически распадается в процессе

Вещество, которое проводит электричество в жидком состоянии или при растворении в воде и химически распадается во время процесса, называется электролитом.

Стр. № 196:

Вопрос 4:

О пропускании электричества через раствор медного купороса.
(а) на аноде образуется медь.
(б) на катоде образуется медь.
(c) кислород образуется на аноде.
(d) на катоде образуется водород.

Ответ:

(б) на катоде образуется медь.

При прохождении электричества через раствор сульфата меди соль ионизируется до составляющих ее ионов в растворе.Эти ионы перемещаются к противоположно заряженному катоду, то есть к меди, в то время как ионы сульфата перемещаются к аноду, проводя электричество.

Стр. № 196:

Вопрос 5:

В каком из них ток не проводится электронами?
(а) медь
(б) алюминий
(в) водопроводная вода
(г) ртуть

Ответ:

(c) водопроводная вода

В водопроводной воде ток не проводится ионами.

Стр. № 196:

Вопрос 6:

Какой из этих металлов вы будете гальванизировать на железе, чтобы защитить его от ржавчины и придать ему блеск?
(а) медь
(б) золото
(в) цинк
(г) хром

Ответ:

(c) цинк

Железо покрыто цинком для защиты от коррозии и образования ржавчины. Цинковое покрытие также придаст ей сияющий вид.

Стр. № 196:

Вопрос 1:

Положительно заряженное тело имеет __________ (недостаток / избыток) электронов.

Ответ:

Положительно заряженное тело имеет дефицит электронов.

Стр. № 196:

Вопрос 2:

Электронный ток течет от положительного к отрицательному.Правда или ложь?

Ответ:

Ложь.
Поскольку электроны текут от отрицательно заряженного тела (избыток электронов) к положительно заряженному (недостаток электронов), электронный ток также будет течь от отрицательного заряда к положительному.

Стр. № 196:

Вопрос 3:

Аккумулятор используется в качестве движущей силы в электрической цепи.Правда или ложь?

Ответ:

Верно.

Электродвижущая сила — это движущая сила в электрической цепи, которая толкает электроны, несущие заряд, по цепи. Эта сила создается электрическим элементом или батареей.

Стр. № 196:

Вопрос 4:

какие из этих частиц ответственны за поток электрического тока — электроны, протоны или нейтроны?

Ответ:

Электроны отвечают за протекание электрического тока.Они текут от отрицательно заряженного тела (с избытком электронов) к положительно заряженному (с недостатком электронов).

Стр. № 196:

Вопрос 5:

Металлы — проводники электричества. Правда или ложь?

Ответ:

Верно.

Металлы являются проводниками электричества, поскольку пропускают электрический ток через них.

Стр. № 196:

Вопрос 6:

Что из этого лучше всего использовать в тестере для проверки проводимости жидкостей — электрическую лампочку или светодиодную лампу?

Ответ:

Светодиод

лучше всего использовать в тестере для проверки проводимости жидкостей, потому что он загорается даже при небольшом токе.

Стр. № 196:

Вопрос 7:

Большинство жидкостей, проводящих электричество, представляют собой растворы __________, __________ или __________

Ответ:

Большинство жидкостей, проводящих электричество, представляют собой растворы кислот , оснований или солей .

Стр. № 196:

Вопрос 8:

Когда электричество пропускается через водопроводную воду, выделяются газы __________ и __________.

Ответ:

Когда электричество проходит через водопроводную воду, выделяются газы водород и кислород .

Стр. № 196:

Вопрос 9:

Ионы могут быть заряжены положительно или отрицательно.Правда или ложь?

Ответ:

Верно.
Ионы могут быть заряжены положительно или отрицательно. Положительно заряженные ионы называются катионами, а отрицательно заряженные ионы — анионами.

Стр. № 196:

Вопрос 10:

Электрический ток вызывает химические изменения в большинстве проводящих __________ (твердых тел / жидкостей).

Ответ:

Электрический ток вызывает химические изменения в большинстве проводящих жидкостей .

Стр. № 197:

Вопрос 1:

Как вы экспериментально покажете, что электрический ток может вызывать химические изменения? Как называется это явление?

Ответ:

Когда сульфат меди растворяется в воде, он распадается на положительно заряженные ионы (катионы) и отрицательно заряженные ионы (анионы).
Катионы движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду), а анионы движутся к положительно заряженному электроду (аноду), тем самым осаждая медь на катоде. Этот эксперимент показывает, что электрический ток может вызвать химические изменения, и это явление называется электролизом.

Стр. № 197:

Вопрос 2:

Что такое гальваника? Как вы будете проводить гальваническое покрытие меди в лаборатории?

Ответ:

Гальваника — это процесс нанесения тонкого слоя металла, такого как золото, серебро, хром и т. Д., над другим металлом.
Это сделано для защиты металла или для придания ему привлекательного вида.
Для гальваники меди в лаборатории необходимо предпринять следующие шаги:

• Заполните три четверти стакана раствором медного купороса.
• Забейте медный провод, чтобы сплющить его; затем подключите его к положительной клемме аккумулятора.
• Подсоедините ложку к минусовой клемме аккумулятора.
• Окуните медную проволоку и ложку в раствор медного купороса и пропустите ток.

В конце этого эксперимента вы увидите слой меди, образовавшийся над ложкой.

Стр. № 197:

Вопрос 3:

Перечислите четыре применения гальваники, в каждом случае указав причину гальваники.

Ответ:

Четыре применения гальваники:

1. Железо, используемое для изготовления мостов и автомобилей, гальванизировано цинком для предотвращения ржавчины.
2. Золото или серебро наносят гальваническое покрытие на украшения из более дешевого металла, чтобы украшения выглядели привлекательно.
3. На железо, используемое для изготовления посуды для хранения пищевых продуктов, наносят гальваническое покрытие оловом, чтобы еда не испортилась из-за реакции с железом.
4. Хром — это блестящий металл, который не подвержен коррозии и устойчив к царапинам. Он гальванически нанесен на более дешевый металл, например железо, чтобы сделать его устойчивым к коррозии и царапинам. Хромированное железо используется для изготовления автомобильных деталей, колесных дисков, метчиков и т. Д.

Стр. № 197:

Вопрос 11:

Во время гальваники медь осаждается на __________ (анод / катод).

Ответ:

Во время гальваники медь осаждается на катоде .

Стр. № 197:

Вопрос 12:

Дорогие металлы защищены гальваникой.Правда или ложь?

Ответ:

Ложь.
На предметы из менее дорогих металлов наносят гальваническое покрытие из дорогих металлов, чтобы они выглядели более привлекательно и красиво.

Стр. № 197:

Вопрос 1:

Что из этого потребляет меньше электроэнергии — электрическая лампочка или светодиодный свет?

Ответ:

Светодиодная лампа потребляет меньше электроэнергии, чем электрическая лампочка.

Стр. № 197:

Вопрос 2:

Ртуть — жидкость, проводящая электричество. Как вы думаете, это электролит?
(УКАЗАНИЕ: Ртуть — это металл, который при комнатной температуре находится в жидком состоянии.)

Ответ:

№
Ни в растворе, ни в жидком состоянии ртуть не образует ионы; поэтому его нельзя использовать в качестве электролита.Однако в нем есть свободные электроны, которые могут хорошо проводить электричество.

Стр. № 197:

Вопрос 3:

Твердый сульфат меди не проводит электричество, но когда он растворяется в воде, он проводит электричество. Почему?

Ответ:

Одним из основных требований к проводимости электричества является наличие свободных электронов или ионов.В твердом состоянии ионы сульфата меди (ионного соединения) неподвижны; следовательно, он не может проводить электричество. Но когда он растворяется в воде, он диссоциирует на ионы меди и ионы сульфата. Эти диссоциированные ионы сульфата меди проводят электричество.

Стр. № 197:

Вопрос 4:

Медь проводит электричество через электроны, тогда как солевой раствор проводит электричество через ионы.Ты согласен?

Ответ:

Да, мы согласны с тем, что медь проводит электричество через электроны, а солевой раствор проводит электричество через ионы.
Медь — это металл, который имеет свободные электроны для проведения электричества, тогда как солевой раствор является электролитическим раствором. Соль ионизируется на составляющие ионы в растворе. Эти ионы движутся к противоположно заряженным электродам и проводят электричество.

Стр. № 197:

Вопрос 5:

Почему нельзя прикасаться к электроприборам мокрыми руками?

Ответ:

Вода — хороший проводник электричества.Так, если человек прикоснется к электрическому прибору мокрыми руками, он может получить удар током.

Стр. № 197:

Вопрос 6:

После выполнения упражнения 5 (нанесение гальванического покрытия на ложку медью) ученик поменял местами соединения медной пластины и ложки. Как вы думаете, что будет сейчас?

Ответ:

Если студент поменяется местами между медной проволокой и ложкой во время гальваники, ионы меди, осевшие на ложке, вернутся к месту их происхождения.

Стр. № 197:

Вопрос 7:

Не следует пытаться тушить пожар в электрическом приборе, обливая его водой. Почему?

Ответ:

Вода — хороший проводник электричества. Следовательно, если мы нальем воду, чтобы потушить пожар в электрическом приборе, мы можем получить удар током. Таким образом, мы не должны использовать воду для тушения пожара в электрическом приборе.

Стр. № 197:

Вопрос 8:

Вместо того, чтобы заниматься гальваникой металлов хромом для изготовления деталей автомобилей, кранов, деталей цикла и т. Д., Почему эти предметы не сделаны из самого хрома?

Ответ:

Различные металлы обладают разными свойствами, и на основе этих свойств они используются. Хром используется только для гальваники металлов, чтобы продлить срок их службы.Кроме того, хром стоит дорого. Таким образом, вместо того, чтобы делать весь предмет из хрома, слой хрома добавляется только для того, чтобы придать изделию блестящий вид.

Стр. № 197:

Вопрос 1:

Что такое электрический ток?

Ответ:

Непрерывный и направленный поток отрицательных зарядов (т. Е. Электронов) через провод называется электрическим током.

Стр. № 197:

Вопрос 2:

Чем электронный ток отличается от обычного?

Ответ:

Обычный ток течет от положительно заряженного тела к отрицательно заряженному, тогда как электронный ток течет от отрицательно заряженного тела к положительно заряженному. В этом разница между электронным током и обычным током.

Стр. № 197:

Вопрос 3:

Различайте проводники и изоляторы.

Ответ:

Проводники	Изоляторы
Проводник позволяет электрическому току проходить через него, когда к его концам прикладывается разность потенциалов.	Изолятор не проводит электричество, если к его концам не приложена очень высокая разность потенциалов.
Хороший проводник электричества обычно хорошо проводит тепло.	Изоляторы не проводят тепло.
Проводники имеют на поверхности свободные электроны.	Изоляторы имеют связанные электроны на своей поверхности.

Стр. № 197:

Вопрос 4:

Что такое электролит?

Ответ:

Вещество, которое проводит электричество в жидком состоянии или когда оно растворяется в воде с химическим расщеплением, называется электролитом.Большинство растворимых солей, кислот и оснований — электролиты. Некоторые примеры: NaCl, KCl, NaOH и т. Д.

Стр. № 197:

Вопрос 5:

Почему цинк наносится на железо?

Ответ:

Гальваника означает нанесение тонкого слоя металла на другой металл.
Цинк наносят на железо гальваническое покрытие, чтобы оно не ржавело.Следовательно, железо с гальваническим покрытием цинком находит широкое применение в строительстве и автомобилестроении.

Стр. № 197:

Вопрос 1:

Нарисуйте принципиальную схему, показывающую сухой элемент, подключенный к лампочке через переключатель. Отметьте положительную и отрицательную клеммы ячейки и направление потока
(а) электронов
(б) условный ток

Ответ:

(a) Электроны будут течь от отрицательной клеммы к положительной.
(b) Обычный ток идет от положительной клеммы к отрицательной.

Стр. № 197:

Вопрос 2:

Каковы преимущества гальваники железа хромом?

Ответ:

Хром — блестящий металл, который не подвержен коррозии и устойчив к царапинам. Поэтому на него наносят гальваническое покрытие на железо, чтобы сделать его устойчивым к царапинам и отсутствием коррозии.

Стр. № 197:

Вопрос 3:

Обсудите, что происходит, когда электролит растворяется в воде и через него пропускается электрический ток.

Ответ:

Когда электролит растворяется в воде, он распадается на катионы (положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы).
Эти ионы затем свободно перемещаются в водном растворе.Когда через этот раствор пропускают электрический ток, катионы перемещаются к отрицательно заряженному электроду, то есть к катоду, а анионы перемещаются к положительно заряженному электроду, то есть к аноду.

Стр. № 197:

Вопрос 4:

Что происходит, когда электричество пропускается через водопроводную воду?

Ответ:

Водопроводная вода нечиста и содержит растворенные в ней соли металлов.Следовательно, когда электричество проходит через водопроводную воду, он начинает проводить электричество.

Просмотреть решения NCERT для всех глав класса 8

Электромагнетизм и электричество для электромагнитов

Хотя постоянные магниты создают хорошее, а иногда и очень сильное статическое магнитное поле, в некоторых приложениях сила этого магнитного поля все еще слишком мала или нам нужно иметь возможность контролировать величину присутствующего магнитного потока.Итак, чтобы создать более сильное и управляемое магнитное поле, нам нужно использовать электричество.

Используя катушки с проволокой, намотанной или намотанной вокруг магнитомягкого материала, такого как железный сердечник, мы можем производить очень сильные электромагниты для использования во многих различных типах электрических приложений. Такое использование катушек проволоки создает взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, которая дает нам другую форму магнетизма, называемую Электромагнетизм .

Электромагнетизм возникает, когда электрический ток течет через простой проводник, такой как отрезок провода или кабеля, и когда ток проходит по всему проводнику, магнитное поле создается вдоль всего проводника.Небольшое магнитное поле, создаваемое вокруг проводника, имеет определенное направление, причем как «северный», так и «южный» полюса определяются направлением электрического тока, протекающего через проводник.

Следовательно, необходимо установить взаимосвязь между током, протекающим через проводник, и результирующим магнитным полем, создаваемым вокруг него этим потоком тока, что позволяет нам определить взаимосвязь, которая существует между Electricity и Magnetism в форме Электромагнетизм .

Мы установили, что когда электрический ток течет через проводник, вокруг него создается круговое электромагнитное поле, при этом магнитные линии потока формируют полные петли, которые не пересекаются по всей длине проводника.

Направление вращения этого магнитного поля определяется направлением тока, протекающего через проводник, при этом соответствующее создаваемое магнитное поле сильнее вблизи центра проводника с током.Это связано с тем, что длина пути петель увеличивается по мере удаления от проводника, что приводит к более слабым магнитным линиям, как показано ниже.

Магнитное поле вокруг проводника

Простой способ определить направление магнитного поля вокруг проводника — это вкрутить обычный шуруп для дерева в лист бумаги. Когда винт входит в бумагу, вращение происходит ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ, и единственная часть винта, которая видна над бумагой, — это головка винта.

Если шуруп для дерева имеет конструкцию головки типа pozidriv или philips, крест на головке будет виден, и именно этот крест используется для обозначения тока, протекающего «в» бумагу и от наблюдателя.

Аналогичным образом, вывинчивание винта происходит в обратном порядке, против часовой стрелки. Поскольку ток входит сверху, он, следовательно, выходит из нижней части бумаги, и единственная часть шурупа, которая видна снизу, — это кончик или острие шурупа, и именно эта точка используется для обозначения выхода тока «наружу». бумаги и к наблюдателю.

Затем физическое действие при вкручивании и выкручивании шурупа из бумаги указывает направление тока в проводнике и, следовательно, направление вращения электромагнитного поля вокруг него, как показано ниже. Эта концепция широко известна как действие винта правой руки.

Винт с правой рукой

Магнитное поле подразумевает наличие двух полюсов, северного и южного. Полярность токоведущего проводника может быть установлена, нарисовав заглавные буквы S и N, а затем добавив наконечники стрелок к свободному концу букв, как показано выше, что дает визуальное представление о направлении магнитного поля.

Еще одна более известная концепция, которая определяет как направление тока, так и результирующее направление магнитного потока вокруг проводника, называется «Правило левой руки».

Правило левой руки
Электромагнетизма

Распознаваемое направление магнитного поля — от северного полюса к южному полюсу. Это направление можно определить, удерживая токопроводящий проводник в левой руке с вытянутым большим пальцем, направленным в направлении электронного потока от отрицательного к положительному.

Положение пальцев, лежащих поперек и вокруг проводника, теперь будет указывать в направлении генерируемых магнитных силовых линий, как показано.

Если направление прохождения электрона через проводник меняется на противоположное, левую руку нужно будет положить на другую сторону проводника, указав большим пальцем в новом направлении потока электронного тока.

Кроме того, когда ток меняется на противоположное, направление магнитного поля, создаваемого вокруг проводника, также меняется на противоположное, потому что, как мы сказали ранее, направление магнитного поля зависит от направления потока тока.

Это «Правило левой руки» также можно использовать для определения магнитного направления полюсов в электромагнитной катушке. На этот раз пальцы указывают направление потока электронов от отрицательного к положительному, в то время как вытянутый большой палец указывает направление северного полюса. Существует разновидность этого правила, называемого «правилом правой руки», которое основано на так называемом обычном протекании тока (от положительного к отрицательному).

Рассмотрим, когда один прямой кусок проволоки сгибается в виде единой петли, как показано ниже.Хотя электрический ток течет в одном направлении по всей длине проводника, он будет течь через бумагу в противоположных направлениях. Это связано с тем, что ток покидает бумагу с одной стороны и входит в бумагу с другой, поэтому поле по часовой стрелке и поле против часовой стрелки создаются рядом друг с другом на листе бумаги.

Образовавшееся пространство между этими двумя проводниками становится «усиленным» магнитным полем с силовыми линиями, расширяющимися таким образом, что они принимают форму стержневого магнита, образующего отличительные северный и южный полюсы в точке пересечения.

Электромагнетизм вокруг контура

Силовые линии вокруг петли

Ток, протекающий через два параллельных проводника петли, имеет противоположные направления, поскольку ток через петлю выходит с левой стороны и возвращается с правой стороны. Это приводит к тому, что магнитное поле вокруг каждого проводника внутри петли находится в «ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ» друг к другу.

Результирующие силовые линии, генерируемые током, протекающим через петлю, противостоят друг другу в пространстве между двумя проводниками, где встречаются два одинаковых полюса, тем самым деформируя силовые линии вокруг каждого проводника, как показано.

Однако искажение магнитного потока между двумя проводниками приводит к увеличению напряженности магнитного поля в среднем переходе, когда силовые линии становятся ближе друг к другу. В результате взаимодействия между двумя подобными полями возникает механическая сила между двумя проводниками, когда они пытаются оттолкнуться друг от друга. В электрической машине это отталкивание этих двух магнитных полей вызывает движение.

Однако, поскольку проводники не могут двигаться, два магнитных поля помогают друг другу, создавая северный и южный полюсы вдоль этой линии взаимодействия.Это приводит к тому, что самое сильное магнитное поле находится посередине между двумя проводниками. Напряженность магнитного поля вокруг проводника пропорциональна расстоянию от проводника и величине тока, протекающего по нему.

Магнитное поле, создаваемое вокруг прямого отрезка токоведущего провода, очень слабое даже при прохождении через него большого тока. Однако, если несколько витков провода намотаны вместе вдоль одной оси, образуя катушку с проводом, результирующее магнитное поле станет еще более концентрированным и более сильным, чем у одного витка.Это производит электромагнитную катушку, которую чаще называют соленоидом.

Тогда каждая длина провода создает эффект электромагнетизма вокруг себя, когда через него протекает электрический ток. Направление магнитного поля зависит от направления потока тока. Мы можем увеличить силу генерируемого магнитного поля, сформировав из проволоки катушку, и мы рассмотрим этот эффект более подробно в следующем уроке.

Извините! — Страница не найдена

Пока мы разбираемся, возможно, поможет одна из ссылок ниже.

Дом Назад

• Класс
• Онлайн-тесты
• Ускоренный онлайн-курс JEE
• Двухлетний курс JEE 2021

• Аудитория
• Онлайн-курс NEET
• Серия онлайн-тестов

• CA Foundation
• CA Средний
• CA Финал
• Программа CS

• Класс
• Серия испытаний
• Книги и материалы
• Тренажерный зал
• Умный взломщик BBA

• Обучение в классе
• Онлайн-коучинг
• Серия испытаний
• Взломщик Smart IPM
• Книги и материалы
• GD-PI

• CBSE, класс 8
• CBSE, класс 9
• CBSE, класс 10
• Класс 11 CBSE
• CBSE, класс 12

• Обучение в классе
• Онлайн-классы CAT
• Серия испытаний CAT
• MBA Жилой
• Умный взломщик CAT
• Книги и материалы
• Онлайн-классы без CAT
• Серия испытаний без CAT
• Тренажерный зал
• GD-PI

• Обучение в классе
• Серия испытаний
• Интервью с Civils

• Класс
• Онлайн-классы
• Серия испытаний SSC
• Переписка
• Практические тесты
• Электронные книги SSC
• SSC JE Study Package

• Класс
• RBI, класс B
• Банковский тест серии
• Переписка
• Банковские электронные книги
• ПДП банк

• Онлайн-коучинг
• Обучение в классе
• Серия испытаний
• Книги и материалы

• Класс
• Программа моста GRE

• GMAT Онлайн-коучинг
• Консультации при приеме
• Консультации по GMAT

• Стажировка
• Корпоративные программы
• Студенты колледжа
• Рабочие специалисты
• Колледжи
• Школы

Влияние электрического тока на наноиндентирование меди: Ingenta Connect

Электромеханическое поведение электронных межсоединений играет важную роль в определении надежности и срока службы микроэлектромеханических устройств и структур.Используя технику наноиндентирования, было изучено влияние электрического тока на деформацию индентирования медных проводов при нагрузке индентирования от 50  Н до 1000  Н при комнатной температуре. Во время индентирования через медные провода пропускали постоянный постоянный электрический ток с плотностью тока в диапазоне от 6,4 до 31,8 кА / см ² , что приводило к электромеханическому взаимодействию. Результаты индентирования показали, что кажущийся контактный модуль уменьшался с увеличением плотности электрического тока, а кажущаяся твердость вдавливания немного увеличивалась с увеличением плотности электрического тока.Уменьшение кажущегося контактного модуля с увеличением плотности электрического тока, вероятно, связано с обменом импульсом между высокоскоростными электронами и атомами.

Нет доступной справочной информации — войдите в систему для доступа.

Информация о цитировании недоступна — войдите в систему, чтобы получить доступ.

Нет дополнительных данных.

Нет статей СМИ

Без показателей

Ключевые слова: ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ; НАНОИНДЕНТАЦИЯ

Тип документа: Короткое сообщение

Дата публикации: 1 декабря 2010 г.

Подробнее об этой публикации?

• Nanoscience and Nanotechnology Letters (NNL) — это мультидисциплинарный рецензируемый журнал, объединяющий исследования в области наноразмеров во всех дисциплинах науки, техники и медицины в едином и уникальном справочном источнике.NNL предоставляет возможность ученым, инженерам, медицинским экспертам и технократам публиковать оригинальные короткие исследовательские статьи в виде сообщений / писем о важных новых научных и технологических открытиях, охватывающих фундаментальные и прикладные исследования во всех дисциплинах физических наук, инженерии и медицины.

• Редакция журнала
• Информация для авторов
• Подписаться на Название
• Ingenta Connect не несет ответственности за содержание или доступность внешних веб-сайтов

На рисунке выше ток течет по медному проводу, как показано.На какой стороне медного провода будут собираться электроны и на какой стороне провода будет наибольший электрический потенциал из-за

.

Вопрос:

На рисунке выше ток течет по медному проводу, как показано. На какой стороне медного провода будут собираться электроны и на какой стороне провода будет наибольший электрический потенциал из-за эффекта Холла? опции:

a Электроны будут собираться слева, правая сторона будет иметь более высокий потенциал.

b Электроны будут собираться слева, левая сторона также будет иметь более высокий потенциал.

c Электроны будут собираться справа, правая сторона также будет иметь более высокий потенциал.

г Электроны будут собираться справа, левая сторона будет иметь более высокий потенциал.

Магнитная сила и эффект Холла

Эффект Холла объясняет, как ток, проходящий через проводник в присутствии магнитного поля, приобретает разность потенциалов по ширине проводника из-за магнитной силы, вызывающей скопление отрицательного и положительного заряда на противоположных сторонах проводника. .

Магнитная сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, определяется выражением:

{eq} \ vec {F_b} = q \ vec {v} \ times \ vec {B}, \ hspace {0.5cm} \ text, где \\ {/ eq}

• {eq} q {/ eq} — заряд частицы

• {экв} v {/ eq} — скорость частицы

• {экв} B {/ eq} — магнитное поле

Направление силы можно определить с помощью правила правой руки. Направьте указательный палец правой руки в направлении скорости частицы, а средний искатель — в направлении магнитного поля.Затем ваш большой палец указывает в направлении магнитной силы, как показано на изображении ниже:

Ответ и пояснение: 1

Направление магнитной силы, действующей на электроны, можно найти с помощью правила правой руки. Если мы укажем указательным пальцем правой руки в направлении …

См. Полный ответ ниже.

Объяснение электрического тока — Инженерное мышление

Узнайте об электрическом токе, чтобы понять различные типы, символы, используемые для их представления, как измерять ток и как используются предохранительные устройства для защиты нас и наших электрических цепей.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Что сейчас?

Ток — это поток электронов в цепи. Чтобы использовать электричество, нам нужно, чтобы электроны текли в одном и том же направлении по цепи, мы обычно используем медные кабели для формирования цепи, потому что медь является очень хорошим электрическим проводником, а это означает, что атомы, которые делают медь, имеют слабосвязанный электрон в этой самой внешней части. или валентная оболочка, которая может свободно перемещаться внутри металла.

Атом

Этот свободный электрон очень легко перемещать, поэтому медь так популярна. Его настолько легко переместить, что он естественным образом сам переместится к другим атомам меди. Но это происходит случайным образом во всех направлениях, что нам ни к чему. Мы оборачиваем медные провода резиной, потому что резина является изолятором, а это означает, что она не позволяет свободным электронам проходить через нее. Это создает барьер и удерживает электричество внутри проводов от нас.

Чтобы мы могли использовать электричество для питания наших устройств, нам нужно много электронов, которые текут в одном направлении по цепи.Затем мы можем поместить такие предметы, как лампы, на пути этих электронов, чтобы они проходили через него и генерировали свет и тепло в процессе. Для этого нам нужно заставить электроны двигаться, и мы можем сделать это, приложив напряжение. Напряжение — это толкающая сила, это как давление в водопроводной трубе. Чем больше у нас давление, тем больше воды может течь, чем больше напряжение, тем больше электронов может течь.

Мы можем измерять давление без протекания воды и мы можем измерять напряжение без протекания тока.Но мы не можем измерить, сколько воды течет, если вода не течет. И мы не сможем измерить электрический ток, если электроны не текут, если возьмем медный провод. Между двумя концами нет разницы в напряжении, поэтому свободные электроны перемещаются беспорядочно. Это случайное движение не считается текущим. Но если мы возьмем батарею, скажем, на одну целую пять десятых вольт и подключим провод к двум клеммам, то теперь разница между проводами составит одну целую пятую десятку вольт.

Разница напряжений

И эта разница заставит электроны течь в одном направлении.Мы подробно рассмотрели основы напряжения в нашей предыдущей статье. Убедитесь, что ЗДЕСЬ . Таким образом, нам нужно много электронов, чтобы течь по цепи и через наши лампы, чтобы они ярко светили, однако кабели и лампа могут обрабатывать только определенное количество электронов, проходящих через них, точно так же, как труба рассчитана на обработку через него проходит определенное количество воды или определенное давление.

Если превысить это значение, то труба просто лопнет. Аналогичным образом, если через кабель или лампу пройдет слишком много электронов, они лопнут или перегорят.Мы называем поток электронов током и измеряем его в амперах, хотя обычно вы просто слышите, как люди говорят амперы. Это также обозначается заглавной буквой A ..

Предохранитель

Например, у этого предохранителя есть тройка и заглавная буква A. Это означает, что он рассчитан на ток в три ампера. Чуть позже в этой статье мы рассмотрим, как работают предохранители.

Условный ток в сравнении с потоком электронов

Когда вы изучаете электричество, у вас может возникнуть большое замешательство, так это разница между обычным током и потоком электронов.Это обе теории о том, как работает электричество. Когда Бенджамин Франклин впервые экспериментировал с электричеством, у него возникла идея, что внутри материалов должно течь что-то, ему дали стеклянную трубку. И когда его протирали тканью, казалось, что в нем накапливается эта странная невидимая жидкость, потому что, когда кто-то прикоснулся к трубке, он получил небольшой шок.

Теперь мы знаем это как статическое электричество. Но в то время Бенджамин Франклин предположил, что в трубке накапливается избыточное количество этой невидимой жидкости.Он считал, что это положительный момент, и у человека, касающегося этого, должно быть меньше этой жидкости, поэтому они считались отрицательными. Поэтому он сказал: «Хорошо, я думаю, этот конец положительный, а этот конец отрицательный, и электричество перетекает с положительного на отрицательный». И это имеет смысл, потому что вода — это жидкость, и она течет с высокого уровня на низкий.

Теория Бенджамина Франклина

Вскоре производители начали производить батареи на основе его работы, и поэтому они также сказали, что этот конец положительный, а этот конец отрицательный, и мы все еще используем это соглашение об именах по сей день.Это стало известно как обычный ток, потому что это традиционная теория протекания электричества. Однако по мере развития науки и уточнения экспериментов некто по имени Джозеф Томпсон обнаружил, что эта невидимая вещь, движущаяся внутри провода, была частицей, и назвал эту частицу электроном.

Джозеф Томпсон

Он также обнаружил, что эти электроны на самом деле текут в противоположном направлении от отрицательного к положительному. Бенджамин Франклин не осознавал, что шелковая ткань на самом деле удаляет электроны из стекла, поэтому они фактически текли от человека к стеклянной трубке.Теория Джозефа Томпсона стала известна как поток электронов, потому что это поток электронов, и что на самом деле происходит, так это то, что эти электроны текут по цепи от отрицательного полюса к положительному, а не положительного к отрицательному.

Однако на самом деле не имеет значения, что движется внутри провода или в каком направлении, потому что используемые нами электротехнические формулы не учитывают это. Так что они все равно будут давать те же ответы. К тому же уже слишком поздно менять названия клемм всех батарей в мире.Так что все просто проигнорировали это, и мы продолжаем обучать и использовать обычный ток. Некоторые книги могут показать вам и то, и другое.

Итак, вам нужно помнить, что всякий раз, когда мы говорим об электричестве или когда мы проектируем схему или даже смотрим на чертеж электрической схемы, мы всегда по умолчанию и предполагаем, что имеет место обычный ток. Но инженеры и ученые знают, что на самом деле электроны текут в обратном направлении.

Электроэнергия постоянного и переменного тока

Если вы посмотрите на вилки ваших электрических устройств, вы должны найти ярлыки от производителей, которые сообщают вам, для чего предназначен продукт.Например, это зарядное устройство для ноутбука сообщает нам, что для работы устройства требуется входное напряжение от 100 до 240 В и 1,5 А переменного или переменного тока, что здесь обозначено этим символом.

Табличка производителя

Зарядное устройство затем преобразует это значение, чтобы обеспечить выходную мощность около 19,5 В и 3,33 А постоянного или постоянного тока, что обозначено этим символом.

AC и DC — это разные типы электричества, вилки в ваших домах обеспечивают переменный или переменный ток.В этом типе электроны не текут в непрерывном цикле. Вместо этого они попеременно двигаются вперед и назад, как прилив на море. Ваши электрические устройства, такие как ноутбуки и мобильные телефоны, будут использовать электричество постоянного тока.

В этом типе электроны текут только в одном направлении — напрямую от одного терминала к другому. Вы можете думать об этом как о потоке воды по реке. В большинстве случаев мы транспортируем электроэнергию от электростанции в города, используя электричество переменного тока, потому что напряжение легко повышать и понижать с помощью трансформаторов.Кроме того, с помощью этого метода очень эффективно транспортировать электроэнергию на большие расстояния. Однако используется несколько линий электропередачи постоянного тока высокого напряжения, но мы не будем вдаваться в подробности о них.

В основном мы используем постоянный ток постоянного тока для печатных плат небольших электронных устройств, таких как ноутбуки, мобильные телефоны и телевизоры. Это связано с тем, что постоянным током легче управлять, а схемы могут быть меньше и компактнее, многие приборы будут использовать комбинацию переменного и постоянного тока. Например, стиральная машина будет использовать переменный ток в качестве асинхронного двигателя, который используется для вращения бака с одеждой.Но печатная плата, которая контролирует настройки, освещение, таймеры, а также скорость вращения двигателя, будет использовать питание постоянного тока.

Мы можем преобразовать переменный ток в постоянный с помощью устройства, известного как выпрямитель. Это очень распространено в электронике. Мы также можем преобразовать постоянный ток в переменный с помощью инвертора, который используется, например, в солнечных энергетических системах. Ранее мы подробно рассматривали силовые инверторы. Проверьте, что ЗДЕСЬ.

Люди часто называют реку или морской прилив сильным течением.Это очень похоже на электричество.

Говорят, что река с быстрым течением имеет сильное течение, такое же, как и электричество. Кабель, по которому течет много электронов, также имеет большой ток. Река способна выдержать определенное количество воды, протекающей через нее. Но если воды войдет больше, чем она может выдержать, река выйдет из берегов. То же самое с электричеством, кабель лопнет и перегорит. Поэтому производителям необходимо иметь возможность тестировать кабели и лампы, чтобы узнать, какой ток они могут выдерживать.

Мы также хотим иметь возможность видеть, сколько тока проходит через наши цепи, а также иметь возможность вычислить это, мы можем измерить это с помощью амперметра, и мы измеряем ток в единицах ампер. Но обычно вы слышите, как люди просто сокращают это до ампер. Так что же такое усилок? Один ампер равен одному кулону в секунду, а один кулон равен примерно шести квинтиллионам, 242 квадриллионам электронов в секунду. Хорошо, но что это значит?

Еще один способ взглянуть на это — чтобы привести в действие этот 1.Для лампы на 5 ватт с аккумулятором на 1,5 вольта требуется ток в один ампер. Это означает, что для схемы требуется один кулон в секунду, что означает, что примерно шесть квинтиллионов, 242 квадриллиона электронов должны проходить от батареи и через лампу каждую секунду, чтобы лампа оставалась включенной. Но, как видите, не очень практично говорить, сколько электронов проходит в секунду. Поэтому инженеры просто говорят усилители, чтобы сэкономить время. Яркость лампы зависит от напряжения.

По мере того, как мы уменьшаем напряжение, давление на электроны уменьшается, поэтому поток электронов уменьшается.Чем больше напряжение, тем больше электронов течет, и лампа светит ярче. Но не забывайте, что при определенном напряжении и токе лампа перегорит. Чтобы измерить ток в цепи, нам нужно последовательно подключить амперметр, чтобы через него протекал ток. Думайте об этом как о счетчике воды. Вода в трубе должна проходить через счетчик воды, чтобы мы знали, сколько воды течет.

Точно так же нам нужно, чтобы электроны проходили через наш амперметр, вместо того, чтобы использовать амперметр, мы собираемся использовать мультиметр, поскольку с этим устройством мы можем намного больше.Я настоятельно рекомендую вам приобрести один из них для своего набора инструментов. Это незаменимый инструмент для любого инженера-электрика.

Если мы соединим эту батарею на 1,5 В и эту лампу с сопротивлением 1 Ом, то мы получим значение тока 1,5 А.

Это означает, что девять квинтиллионов 636 квадриллионов электронов проходят через линию каждую секунду. Поскольку компоненты этой схемы соединены последовательно, ток одинаков в любом месте цепи, поэтому мы можем проводить измерения в любом месте, и это одно и то же значение.Если мы добавим еще одну лампу в цепь, снова подключенную последовательно, и лампа также будет иметь сопротивление в один Ом, то мы добавим в цепь большее сопротивление. Таким образом, электронам стало труднее проходить через них. Итак, мы видим уменьшение тока. В этом случае мы получаем значение 0,75 ампера, что означает, что проходят четыре квинтиллиона 818 квадриллионов электронов.

Эта цепь включена последовательно. Итак, мы снова можем переместить мультиметр и получить то же значение. Если теперь мы соединим цепь с двумя лампами параллельно, обе с сопротивлением 1 Ом, и подключим эту цепь к батарее 1.5 вольт, затем в основном проводе от и до аккумулятора получаем три ампера.

Но на ответвлении каждой лампы мы получаем 1,5 ампера, потому что путь электрона расщепляется. Таким образом, они делятся между двумя лампами. Затем путь снова сливается. Таким образом, мы получаем суммарный общий ток цепи в 3 ампера, потому что обе лампы имеют одинаковое сопротивление, у них одинаковый ток. Но, например, если A имеет сопротивление 1 Ом, а B — 3 Ом, то в главном проводе мы получаем показание в два ампера.В ответвлении для лампы A мы получаем 1,5 ампера, а в ответвлении для лампы B — 0,5 ампера.

Обратите внимание, что лампа B тусклее. Это потому, что сопротивление выше, что затрудняет прохождение электронов. В обоих случаях усилители и ответвления суммируются и равны полному току, протекающему по основному проводу к батарее и от нее. Поэтому мы можем добавить резисторы в наши схемы, чтобы ограничить протекание тока.

Резисторы

Резисторы

затрудняют прохождение электронов через цепь, и поэтому мы добавляем резисторы в цепи, потому что они уменьшают ток, это похоже на излом в трубе.

Это добавит сопротивление потоку воды, что уменьшит пропускную способность воды. И когда вода сталкивается со стенкой трубы, она теряет энергию. Получается перепад давления. То же и с резистором. Материал затрудняет прохождение электронов. Электроны будут сталкиваться и тратить энергию впустую, поэтому мы получаем падение напряжения. Эта потраченная впустую энергия должна куда-то уходить, поэтому она уходит в виде тепла.

Если мы посмотрим на резистор через тепловизор, то увидим, что тепло уходит.Например, этот светодиод рассчитан максимум на 22 миллиампер или 0,022 ампера. Мы хотим подключить его к источнику питания на девять вольт. Если мы используем резистор на 100 Ом, то ток будет 0,09 ампер, что слишком много. И светодиод перегорит. Если мы используем резистор 450 Ом, то ток будет 0,02 ампера, что ниже предела.

Так что все должно быть в порядке. Если мы используем резистор на 900 Ом, то ток будет 0,01 ампер, что слишком мало, поэтому светодиод не будет ярко светить.

Предохранители

Предохранители

, в основном, имеют внутри тонкий кусок проволоки, рассчитанный на то, чтобы выдерживать определенное количество тока, протекающего через них.В данном случае он рассчитан на обработку трех ампер или 19 квинтиллионов 272 квадриллиона электронов в секунду. Если в цепи протекает слишком много тока, предохранитель перегорит, и это приведет к размыканию или разрыву цепи для защиты дорогостоящих электрических компонентов, предохранитель действует как слабое место, и его очень дешево заменить.

Значит, вы можете найти их смонтированными на печатных платах. А в Великобритании в вилки часто встроен предохранитель для дополнительной безопасности.

Автоматические выключатели

Мы находим автоматические выключатели в наших электрических панелях в наших домах и на рабочих местах. Автоматические выключатели по сути представляют собой выключатель, который автоматически размыкает цепь, если через нее проходит слишком много электронов в результате перегрузки или короткого замыкания.

Защита от перегрузки

С функцией перегрузки, если мы медленно добавляем дополнительную нагрузку в цепь, мы в конечном итоге превысим номинальные характеристики выключателя, и он перевернется, чтобы отключить питание и защитить цепь.

Это известно как защита от перегрузки. Еще одна особенность большинства современных автоматических выключателей — защита от короткого замыкания. В этом случае, если по какой-то причине положительный и отрицательный провода вступают в прямой контакт, мы видим очень большой и мгновенный скачок тока, потому что нет сопротивления.Автоматический выключатель обнаружит этот мгновенный скачок тока и отключит питание, чтобы отключить цепь.

GFCI и RCD

В Северной Америке мы находим другое устройство, называемое GFCI или прерыватель цепи замыкания на землю. В Европе это называется УЗО или устройством защитного отключения.

Они в основном контролируют и сравнивают ток в питающем и обратном проводах в цепи. Если возвращаемый ток не равен подаваемому току, значит, электричество нашло другой путь и покидает цепь.Он может проходить через человека, поэтому устройство отключает электроэнергию. Это происходит очень быстро и с очень малым допуском, что помогает защитить нас от поражения электрическим током и обезопасить нас.