Основные понятия электричество: Основные понятия электричества (электрики) — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Основные понятия электричества (электрики)

Для того, чтобы начать работу с микроконтроллерами, такими как Arduino или Iskra JS нужно постепенно улучшать свои знания в такой области как электричество.

Давайте начнем основ. Я постараюсь добавить некоторые переводы определений на английский, что будет полезно в дальнейшей работе с платами.

Электричество — это некоторое движение электронов под воздействием электромагнитного поля. Под электрикой понимают энергию очень мелких заряженных частиц, которые осуществляют свое движение внутри проводников в конкретном направлении. Чтобы лучше разбираться в понятии электричества, следует рассмотреть его основные понятия.

Постоянный и переменный ток

Постоянный ток почти никогда не меняет свое направление и величину с течением времени.

А вот переменный ток — тот ток, который с некоторой периодичностью сменяет направление своего движения и величину.

Для примера, можно представить водный поток, который течет по трубе. Спустя определенное время (к примеру, 5 секунд) вода станет стремиться то в одну сторону, то в противоположную. С током это случается гораздо скорее — 50 раз за одну секунду (частота 50 Гц).

На протяжении одного периода колебания сила тока максимально увеличивается, потом проходит через ноль, а после осуществляется обратный процесс, но уже с иным знаком. Все это происходит потому, что получение и передача переменного типа тока куда проще, нежели в случае с постоянным.

Трансформатор

В свою очередь, получение и передача переменного тока сильно взаимосвязаны с таким прибором как трансформатор. Генератор, который производит переменный ток, устроен гораздо проще, нежели генератор для постоянного тока. И в целом, для передачи энергии на большие дистанции переменный ток подходит намного лучше. При его помощи тратится меньше энергии.

Пример домашнего трансформаторв

С помощью генератора переменный ток превращается с низкого напряжения на высокое и напротив. По этой причине огромное количество устройств действует от сети, где ток именно переменный. Но постоянный ток также очень широко используют — во всех типах батарей, в химической отрасли и иных сферах.

Трехфазная сеть

Трехфазная сеть — способ передачи тока, когда переменный ток проходит по трем проводам и только по одному возвращается обратно. Абсолютно любая электрическая цепь имеет два провода. По одному из них ток идет к пользователю (к примеру, ток идет к чайнику), а по иному — возвращается обратно. Если разомкнуть подобную цепь, ток попросту не станет идти.

Тот провод, по которому следует ток, зовется фазовым (часто его называют просто фазой), а тот, по которому он возвращается, — нулевым (называют нулем). Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Подобное становится возможно по той причине, что фаза переменного тока в каждом из этих трех проводов сдвинута относительно соседнего на 120 °С.

Передача переменного тока осуществляется благодаря трехфазным сетям. Это крайне удобно и выгодно экономически — для этого не требуется еще два нулевых провода. Подходя к пользователю, ток разделяется на 3 фазы, и каждой из них предоставляется по нулю. Так он подается в квартиры и дома. Порой трехфазная сеть проходит прямо в дом. Чаще всего это происходит в случае с частными секторами.

Заземление

Заземление — третий провод в однофазной сети. По своей сути он не несет никакой рабочей нагрузки, а по большей части исполняет роль надежного предохранителя.

В ситуации, когда электрическая сеть внезапно выходит из-под контроля человека (к примеру, случай короткого замыкания), образуется существенная угроза возникновения пожара или удара током (а значит, и угроза для жизни). Для того чтобы это предотвратить (это обозначает, что общее значение тока не должно быть выше безопасного для людей и устройств уровня), и вводят заземление. По этому проводу излишки электрического тока в прямом смысле слова уходят в землю.

Монтаж контура заземления

Например, в работе электромотора стиральной машины произошла малая поломка, и некоторая часть электричества попадает на внешнюю металлическую часть этого устройства. Если заземление в том случае отсутствовало бы, данный заряд блуждал бы по этой стиральной машине. И когда человек дотронется до нее, он мгновенно станет удобным выходом для такого рода энергии, а значит, получит удар током.

При существовании провода заземления в данном случае лишний заряд стечет по нему, не причиняя никому вреда. Нулевой проводник также способен исполнять роль заземления и, в принципе, являться им, но лишь на электростанции.

Надо помнить, что любая ситуация, когда в доме отсутствует заземление, небезопасна.

Статическое электричество

Статическое электричество – явление, которое спровоцировано возникновением или исчезновением лишнего напряжения на поверхности или же внутри тех материалов, которые не проводят электрический ток (стекло, пластик, дерево и другие). Они называются диэлектриками, потому как в их молекулярной структуре практически нет свободных электронов.

Статическое электричество возникает по причине нарушения равновесия внутри атома или же молекулы. На их внешних орбиталях возникают лишние электроны или же, напротив, электронов становится недостаточно.

Самая известная причина нарушения подобного равновесия – обыкновенное трение. Даже наиболее гладкая на первый взгляд поверхность (например, зеркальная) обладает своими шероховатостями, микровыступами и неровностями. Трение существует всегда и в любой среде: твердой, жидкой или газообразной.

Резкое изменение температуры тоже может стать причиной электризации. Осуществляется изменение скорости движения и, значит, числа столкновений или колебаний атомов внутри молекулы. Поэтому и происходит спонтанное отделение электронов, которые способны накопиться, сотворяя статический заряд.

В быту часто можно наблюдать подобный эффект. Когда человек ходит по ковру, он является носителем отрицательного заряда, а ворсинки ковра – положительного. Если после такого хождения человек возьмет в руки ключ, накопленное напряжение тут же разрядится и даст о себе знать — человека легонько тряхнет.

Особенно заметно статическое электричество в зимнее время. В холодные сезоны очень низкая влажность, а на людях — больше одежды. Сухость вместе с большим количеством диэлектриков – очень благоприятная среда для электризации. Но опасаться в данном случае нечего — небольшие заряды статической электрики абсолютно безвредны для жизни и здоровья человека.

Электричество. Основные понятия | Electric-Blogger.ru

2013-05-13 Теория

В этой статье предлагаю вам вспомнить базовые понятия в электрике, без которых любая работа, связанная с электричеством становится проблематичной.

Итак, любая электрическая цепь представляет собой совокупность различных устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. Простейшая электрическая цепь может состоять из источника энергии, нагрузки и проводников.

Проводники

— вещества, проводящие электрический ток. Они обладают малым удельным сопротивлением( т.е оказывают наименьшее сопротивление прохождению тока) и способны проводить электрический ток практически без потерь. Лучшими проводниками являются золото, серебро, медь и алюминий. Наибольшее распространение, вследствии дороговизны золота и серебра, получили медь и алюминий. Медь наиболее часто встречающийся проводник, в отличии от алюминия, обладающий большей устойчивостью к окислению и физическим воздействиям: изгибу, скручеванию. Недостатком меди, по сравнению с алюминием, является более высокая стоимость.

Помимо проводников существуют также диэлектрики — вещества которые обладают большим удельным сопротивлением электрическому току (

т.е являются непроводящими электрический ток). К ним относятся пластмассы, дерево, текстолит и т.д

Также надо отметить и еще один тип — полупроводники. По своему удельному сопротивлению они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Проводимость этих материалов существенно меняется под влиянием внешних факторов. К числу полупроводников относятся многие химические элементы, но наибольшее распространение получили кремний и германий.

Источник энергии — это устройство, преобразующее механическую, химическую, тепловую и другие виды энергии в электрическую.

Нагрузка

— потребитель электрической энергии, т.е любой электроприбор, который преобразовывает электрическую энергию в механическую, тепловую, химическую и т.д

Прохождение электрического тока возможно только при замкнутой цепи.

Электрическим током в электротехнике называют направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля, создаваемого источником питания. Величина, характеризующая ток называется сила тока. Сила тока измеряется в Амперах и обозначается буквой А. Различают постоянный и переменный токи.

Постоянный ток ( DC, по-английски Direct Current) — это ток, свойства которого и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current) — это ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах обозначается отрезком синусоиды « ~ ». Основными параметрами переменного тока являются период, амплитуда и частота.

Период — промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное колебание.

Частота — величина, обратная периоду, число периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц).

Ток и напряжение в нагрузке увеличиваются и уменьшаются, а разница между минимальным и максимальным их значением называется амплитудой.

Измерение тока проводится амперметром, который подключается последовательно нагрузке.

Любой проводник в цепи, в зависимости от сечения, длины, материала, оказывает сопротивление прохождению электрического тока. Свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока называют сопротивлением. Сопротивление измеряется в Омах (Ом).

Разность потенциалов на концах источника питания называется напряжением. Напряжение измеряют в Вольтах и обозначают буквой В (V). В трехфазной электрической сети различают такие понятия, как линейное и фазное напряжения. Линейное напряжение ( или иначе межфазное) — это напряжение между двумя фазными проводами (380V). Фазное напряжение — это напряжение между нулевым проводом и одним из фазных (220V). Измеряется напряжение вольтметром, который подключается параллельно нагрузке.

Еще одним важным понятием в электротехнике является понятие мощности. Мощность источника характеризует скорость передачи или преобразования электроэнергии. Мощность измеряется в Ваттах (Вт, W).

Суммарная мощность всех подключенных потребителей равна сумме потребляемых мощностей каждым потребителем. Робщ = Р1+Р2+…Рn

Различают понятия активной и реактивной мощности. P – активная мощность (эффективная), связана с той электрической энергией, которая может быть преобразована в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и др., измеряется в ваттах (Вт), представляет собой полезную мощность, которую можно использовать для выполнения работы.

P = IUcosф – для однофазной цепи, P = √3IUcosф – для трехфазной цепи, P = U*I — в цепи, где есть только активное сопротивление.

Q – реактивная мощность, связана с обменом электрической энергией между источником и потребителем, измеряется в вольт-амперах реактивных (вар), когда среднее значение мощности за период равно нулю, активная мощность равна нулю, энергия накопленная магнитным полем индуктивности, возвращается назад к источнику, ток в цепи не совершает работы, реактивный ток бесполезно загружает источники энергии и провода линии передач. Источниками реактивной энергии могут являться элементы, обладающие индуктивностью — электродвигатели, трансформаторы. Для того, чтобы уменьшить реактивную мощность на зажимах потребителей подключают конденсаторы (последовательно или параллельно).

Q = IUsinф – для однофазной цепи, Q = √3IUsinф – для трехфазной цепи

Сдвиг по фазе между током и напряжением обозначается углом φ. Коэффициент мощности — это соотношение активной мощности к полной, величина cosф равная углу сдвига фаз между напряжением и током. Чем выше cos φ, тем меньше тока требуется для преобразования электроэнергии в другие виды энергии. Это приводит к уменьшению потерь электроэнергии, ее экономии.

На этом пока все, а в следующей части познакомимся с основными законами электротехники, которые необходимо знать любому человеку, связанному с электричеством.

Основные понятия в электрике | Electricdom.ru

Проводники — вещества, в которых при появлении электрического поля возникает электрический ток. Они обладают небольшим удельным сопротивлением и практически без потерь проводят электрический ток. Проводниками являются – металлы и их сплавы, кислоты и щелочи (электролиты).

Лучше всего проводят ток – серебро, медь, золото и алюминий. В силу высокой стоимости серебро и золото применяется только в высокотехнологичных электронных схемах. Медь и алюминий получили большое распространение в качестве проводников. Медь наиболее часто встречающийся проводник, обладает большой устойчивостью к окислению, труднее ломается и постепенно вытесняет алюминий. Алюминий в основном используется в старой проводке.

Диэлектрики – материалы, которые обладают большим удельным сопротивлением к электрическому току.

Диэлектриками являются — пластмасса, резина, бумага, дерево, камень, стекло, текстолит, керамика, фарфор.

Сопротивление

Резистор — элемент электрической цепи, обладающий сопротивлением на пути прохождения электрического тока.

Ом — единица измерения сопротивления. Резистор реагирует на прикладываемое к нему напряжение. Чем больше внешняя поверхность резистора, тем большую мощность он может поглотить.

Провод или резистор, который не может рассеять нужную мощность, сильно нагревается, его сопротивление резко возрастает и в итоге он перегорает. Поэтому на резисторах указывают и другой параметр – рассеиваемую мощность (0,125, 0,25, 0,5, 1, 2,5 и более ватт).

Сопротивление проводника зависит от материала, длины и сечения проводника. При нагреве проводника сопротивление его увеличивается. Чем длиннее проводник, тем больше его сопротивление, но чем больше сечение проводника, тем меньше его сопротивление.

Электрическое напряжение

Разность потенциалов источника электрического тока называется электрическим напряжением. Электрическое напряжение измеряется в вольтах (В). Измеряется вольтметром, который подключается параллельно нагрузке или полюсам источника питания.

Напряжение между линейным и нулевым проводом называется фазное напряжение и равно 220 Вольт (Uф). Напряжение между двумя линейными проводами называется линейное напряжение и равно 380 Вольт (Uл).

Uл=√3Uф=1,73*220В=380В

В обычной сети линейное напряжение 380В, а фазное 220В. Встречаются еще и старые сети, в которых линейное напряжение 220В, а фазное 127В.

Переменный электрический ток

Электрический ток — направленное движение электронов от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. Они движутся от отрицательного полюса к положительному. Ток идет в направлении, противоположном движению электронов — от «+» к «-«, от источника тока к потребителю.

Электрический ток измеряется в амперах (А). Измеряется амперметром, который включается в разрыв цепи в том месте, где нужно измерить ток. Ток при работе нагревает провода, возникает электрическое поле. Чем больше ток, тем толще провода.

Переменный ток изменяется с частотой 50 периодов, частота 50 Гц.

Переменный ток с частотой 50 Гц 50 раз в секунду меняет свое направление и величину («+» и «-» меняются 50 раз в секунду) и изменяется по синусоидальному закону.

При переменном токе электроны меняют направление движения, полный цикл смены полярности источника питания называют колебанием.

Период — промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное колебание.

Частота — величина, обратная периоду, число периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц).

Ток и напряжение в нагрузке увеличиваются и уменьшаются, а разница между минимальным и максимальным их значением называется амплитудой.

Три одинаковых по частоте и амплитуде переменных тока, сдвинутых по фазе друг относительно друга на 120 градусов или на одну треть периода, образуют трехфазную систему.

Каждая отдельная цепь трехфазной системы сокращенно называется фазой.

Для того, чтобы ток протекал в замкнутой электрической цепи, необходим источник электродвижущей силы, который вырабатывает электрическую энергию.

Постоянный электрический ток

В источниках постоянного тока (батарейках, аккумуляторах), сила тока,напряжение, не меняют своего направления. Если замкнутая электрическая цепь состоит из батарейки и резистора, то батарейка – источник электрической энергии, резистор – приемник электрической энергии, для соединения этих элементов имеются соединительные провода.

Закон Ома

Основной закон в электрике — сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Формулы закона Ома: I=U/R, R=U/I, U=I*R

При увеличении напряжения увеличивается ток при одном и том же сопротивлении. Чем больше сопротивление, тем меньше ток при одном и том же
напряжении.

Законы Кирхгофа

Первый закон Кирхгофа

Сумма токов входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла.

Точка, где сходится несколько проводников называется узлом. В любом узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю.

где m – число ветвей подключенных к узлу.

Второй закон Кирхгофа

В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках.

где n – число источников ЭДС в контуре;
m – число элементов с сопротивлением R_к в контуре;
U_к = R_кI_к – напряжение или падение напряжения на к-м элементе контура.

Соединения проводников

Последовательное соединение двух проводников

Формулы для последовательного соединения двух проводников:
Iобщ = I1 = I2
Uобщ = U1 + U2
Rобщ = R1 + R2

Пример расчета схемы последовательного соединения проводников

Известно Uобщ=1В, R1=R2=1Ом, необходимо найти U1 и U2.
Сначала надо найти Rобщ, которое вычисляется по формуле: Rобщ=R1+R2=1+1=2Ом
По закону Ома можно найти Iобщ, который равен I1 и I2 и вычисляется по формуле: Iобщ=Uобщ/Rобщ=1/2=0,5А
Теперь по закону Ома можно найти U1, которое вычисляется по формуле: U1=R1*Iобщ=1*0,5=0,5В
Также по закону Ома можно найти U2, которое вычисляется по формуле: U2=R2*Iобщ=1*0,5=0,5В

Параллельное соединение проводников

Формулы для параллельного соединения двух проводников:
Iобщ = I1 + I2
Uобщ = U1 = U2
Rобщ = 1/R1 + 1/R2 = (R1*R2)/(R1+R2)

Пример расчета схемы параллельного соединения проводников

Известно Uобщ=1В, R1=R2=1Ом, необходимо найти Iобщ.
Сначала надо найти Rобщ, которое вычисляется по формуле: Rобщ=1/R1+1/R2=(R1*R2)/(R1+R2)=(1*1)/(1+1)=1/2=0,5Ом
По закону Ома можно найти Iобщ, который вычисляется по формуле Iобщ=Uобщ/Rобщ=1/0,5=2А

Соотношение токов и напряжений в трехфазных цепях

При соединении звездой:
Iл = Iф, Uл = √3*Uф

При соединении треугольником:
Iл =√3* Iф, Uл = Uф

Аварийные и ненормальные режимы работы электрической сети

Короткое замыкание — если замкнуть два провода, подводящие ток к электрическому прибору (фазу и нейтраль), то ток резко возрастет в 10 раз и более, электропроводка может загореться. Для избежания этого автоматический выключатель должен отключить напряжение в сети.

Перегрузка — сила тока превышает норму для электропроводки за продолжительной время. Для избежания этого автоматический выключатель также должен отключить напряжение.

Отклонение напряжения — в паспорте электрического прибора указано номинальное напряжение, которое обеспечивает его нормальную работу. При увеличении и понижении напряжения нарушается нормальная работа электроприбора и уменьшается его срок службы, при значительном отклонении возможен выход прибора из строя. В этом случае может помочь стабилизатор напряжения.

Скачки напряжения — кратковременное значительное увеличение напряжения. Такое напряжение может вывести из строя домашние электроприборы, в которых много электроники: компьютеры, телевизоры и т.д.. Может возникнуть при ударе молнии в электрические провода или в непосредственной близости от них, также при включении и отключении мощных электроприборов, нарушениях при проведении сварочных работ (в городе редко, в сельской местности чаще).

Перекос напряжения — одни электроприборы оказываются под повышенным напряжением, другие под пониженным. Такой режим возникает в результате неисправности в трехфазной сети, когда напряжения на фазах имеют разную величину.

Электрическая мощность

Энергию, потраченную нагрузкой, называют электрической мощностью, измеряется в ваттах. 1000 ватт равно 1 киловатт (кВт).

Потребители могут подключаться последовательно или параллельно, суммарная мощность все равно будет равна сумме потребляемых мощностей каждым потребителем.

Робщ = Р1+Р2+…Рn

S – полная мощность (кажущаяся), содержит активную и реактивную составляющие, потребляется от источника электроэнергии, измеряется в вольт-амперах (ВА), эта величина указывается на табличках приборов переменного тока.

S = IU = U²/R= √(P2+Q2)

P – активная мощность (эффективная), связана с той электрической энергией, которая может быть преобразована в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и др., измеряется в ваттах (Вт), представляет собой полезную мощность, которую можно использовать для выполнения работы.

P = IUcosф – для однофазной цепи, P = √3IUcosф – для трехфазной цепи, P = U*I — в цепи, где есть только активное сопротивление.

Q – реактивная мощность, связана с обменом электрической энергией между источником и потребителем, измеряется в вольт-амперах реактивных (вар), когда среднее значение мощности за период равно нулю, активная мощность равна нулю, энергия накопленная магнитным полем индуктивности, возвращается назад к источнику, ток в цепи не совершает работы, реактивный ток бесполезно загружает источники энергии и провода линии передач. Источниками реактивной энергии могут являться элементы, обладающие индуктивностью — электродвигатели, трансформаторы. Для того, чтобы уменьшить реактивную мощность на зажимах потребителей подключают конденсаторы (последовательно или параллельно).

Q = IUsinф – для однофазной цепи, Q = √3IUsinф – для трехфазной цепи.

Потребление электроэнергии измеряется в киловатт-часах (кВт-ч).

Количество потреблённой электроэнергии равно произведению мощности электроприбора на время его работы.

Сдвиг по фазе между током и напряжением обозначается углом φ. Коэффициент мощности — величина, равная отношению активной мощности к полной, величина cosф равная углу сдвига фаз между напряжением и током, чем он выше, тем лучше. Надо стараться сделать нагрузку такой, чтобы cosф был близок к единице (на практике 0,85 – 0,9, дальнейшее повышение до 1 экономически не оправдывается).

Основные понятия электрики

Ни одна сфера деятельности не обходится без специальной терминологии. Область электрики, практически вся состоит из специальных понятий и терминов. Существуют основные понятия электрики, являющиеся фундаментом всей электротехники. Для того, чтобы все выражения были технически грамотными, используются следующие основные термины:

Терминология в электрике

Проводники представляют собой такие вещества, где электрический ток возникает в связи с появлением электрического поля. В качестве проводников выступают металлы, металлические сплавы, щелочи, называемые электролитами, а также различные кислоты.

Диэлектрики являются такими материалами, которые имеют очень большое сопротивление к электротоку и, практически, не проводят его. В качестве примера можно привести резину, различные виды пластмасс, керамика, бумага, стекло и другие материалы, используемые для изоляции проводников.

Сопротивление или резистор представляет собой элемент, входящий в электрическую цепь, имеющий сопротивление при прохождении через него электрического тока.

Ом является единицей, с помощью которой измеряется значение сопротивления. Резистор, фактически, поглощает напряжение, приложенное к нему. Одновременно учитывается и сопротивление проводов. То есть, когда резистор или провод не способен рассеять и поглотить необходимую мощность, он просто перегорает из-за сильного нагрева и резкого возрастания сопротивления. Поэтому, в маркировке резисторов содержится значение рассеиваемой мощности.

Напряжение и ток – основные понятия

Электрическое напряжение это способность перемещать определенный заряд за определенную единицу времени. Единицей напряжения является вольт, измерение производится с помощью вольтметра. Напряжение может быть фазным (220 В) и линейным (380 В). В старых электрических сетях встречается фазное напряжение, номиналом 127 вольт.

Электрический ток является направленным движением заряженных частиц – электронов. Измерение силы тока производится амперметром, единица измерения – ампер. Может быть постоянным и переменным. Переменный ток постоянно изменяет свою величину и направление. Если в течение одной секунды такие изменения происходят 50 раз, то считается, что переменный ток имеет частоту в 50 герц. Колебанием называется полный цикл изменения полярности. Временной промежуток, в течение которого происходит одно колебание, называют периодом. При постоянном токе напряжение не меняет своего направления, а течет от положительного полюса к отрицательному.

Трехфазная система представляет собой три переменных тока с одинаковой амплитудой и частотой, сдвинутые между собой на 120 градусов.

Электрическая мощность также входит в основные понятия электрики. Она показывает работу электрического тока, совершенную за определенную единицу времени. Измерение производится в ваттах.

Электричество. Основные понятия | Electric-Blogger

Проводники — вещества, проводящие электрический ток. Они обладают малым удельным сопротивлением( т.е оказывают наименьшее сопротивление прохождению тока ) и способны проводить электрический ток практически без потерь. Лучшими проводниками являются золото, серебро, медь и алюминий. Наибольшее распространение, вследствии дороговизны золота и серебра, получили медь и алюминий. Медь наиболее часто встречающийся проводник, в отличии от алюминия, обладающий большей устойчивостью к окислению и физическим воздействиям: изгибу, скручеванию. Недостатком меди, по сравнению с алюминием, является более высокая стоимость.

Помимо проводников существуют также диэлектрики — вещества которые обладают большим удельным сопротивлением электрическому току (т.е являются непроводящими электрический ток ). К ним относятся пластмассы, дерево, текстолит и т.д

Также надо отметить и еще один тип — полупроводники . По своему удельному сопротивлению они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Проводимость этих материалов существенно меняется под влиянием внешних факторов. К числу полупроводников относятся многие химические элементы, но наибольшее распространение получили кремний и германий.

Нагрузка — потребитель электрической энергии, т.е любой электроприбор, который преобразовывает электрическую энергию в механическую, тепловую, химическую и т.д

Прохождение электрического тока возможно только при замкнутой цепи.

Электрическим током в электротехнике называют направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля, создаваемого источником питания. Величина, характеризующая ток называется сила тока. Сила тока измеряется в Амперах и обозначается буквой А . Различают постоянный и переменный токи.

Постоянный ток ( DC, по-английски Direct Current) — это ток, свойства которого и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current) — это ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах обозначается отрезком синусоиды « ~ ». Основными параметрами переменного тока являются период, амплитуда и частота.

Период — промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное колебание.

Частота — величина, обратная периоду, число периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц).

Измерение тока проводится амперметром, который подключается последовательно нагрузке.

Любой проводник в цепи, в зависимости от сечения, длины, материала, оказывает сопротивление прохождению электрического тока. Свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока называют сопротивлением . Сопротивление измеряется в Омах (Ом) .

Разность потенциалов на концах источника питания называется напряжением . Напряжение измеряют в Вольтах и обозначают буквой В (V) . В трехфазной электрической сети различают такие понятия, как линейное и фазное напряжения. Линейное напряжение ( или иначе межфазное) — это напряжение между двумя фазными проводами (380V). Фазное напряжение — это напряжение между нулевым проводом и одним из фазных (220V). Измеряется напряжение вольтметром, который подключается параллельно нагрузке.

Еще одним важным понятием в электротехнике является понятие мощности . Мощность источника характеризует скорость передачи или преобразования электроэнергии. Мощность измеряется в Ваттах (Вт, W) .

Q = IUsinф – для однофазной цепи, Q = √3IUsinф – для трехфазной цепи

Основные понятия электричества — презентация онлайн

1. Основные понятия электричества

2. 1.Сила тока. Единицы силы тока

■ Сила тока ( I )- скалярная
величина, равная отношению
заряда q , прошедшего через
поперечное сечение проводника,
к промежутку времени t , в
течение которого шел ток.

5. Единица измерения силы тока

■ [I] = 1 A (ампер)

6. Например:

■ Сила тока в
спирали лампы
карманного
фонаря 0,25А =
250мА
■ Сила тока в
холодильнике 0,8А
■ Сила тока в
канале молнии
от 1-2 кА до
200кА

8. Взаимодействие проводников

■ При
прохождении
тока по двум
параллельным
проводникам в
одном
направлении
проводники
притягиваются
, а при
прохождении
тока по этим
же
проводникам в
противополож

9. Амперметр –

■ это прибор
для
измерения
силы тока в
цепи
■ Условное
обозначение
амперметра на
электрической
схеме

11. При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать

При включении амперметра в
электрическую цепь необходимо знать
■ Амперметр включается
в электрическую
цепь последовательно
с тем элементом цепи,
силу тока в котором
необходимо измерить.

12. При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать

При включении амперметра в
электрическую цепь необходимо знать
■ При подключении
надо соблюдать
полярность: «+»
амперметра
подключается к «+»
источника тока,
а «минус»
амперметра — к
«минусу» источника
тока.

13. 2. Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр

• Напряжение (U) показывает,
какую работу совершает
электрическое поле при
перемещении единичного
положительного заряда из
одной точки в другую
• Единица напряжения
названа вольтом (В) в
честь итальянского
ученого Алессандро
Вольта
• Единица измерения
напряжения в системе
СИ:
[U]=1B

17. Вольтметр

• Для измерения
напряжения существуют
специальный
измерительный прибор
— вольтметр.
• Условное
обозначение вольтметр
а на электрической
схеме:

18. Правила при включении вольтметра в цепь

• 1. Вольтметр
подключается
параллельно участку
цепи, на котором будет
измеряться напряжение;
2.Соблюдаем
полярность: «+»
вольтметра
подключается к «+»
источника тока,
а «минус» вольтметра — к
«минусу» источника тока.

19. Безопасное напряжение!

• Напряжение,
считающееся безопасным для
человека в сухом помещении,
составляет до 36 В. Для сырого
помещения это значение опускается
до 12 В.
Сопротивление
Сопротивление – скалярная физическая величина,
характеризующая свойство проводника
противодействовать электрическому току
Обозначение: R
Единица измерения: 1Ом (Ом)
Измерительный прибор: Омметр
Дополнительное сопротивление – проводник,
подключаемый последовательно с вольтметром для
расширения пределов его измерений
R
V
R
д
Причина электрического сопротивления:
взаимодействие электронов при их движении по
проводнику с ионами кристаллической решетки.
+
+
+
+
+
+
+
+
Направленному движению электронов мешают их столкновения с
колеблющимися тяжелыми и большими ионами кристаллической
решетки. Это и создает сопротивление движению электронов —
вызывает электрическое сопротивление металла.
Электрическое сопротивление металлов прямо
пропорционально длине проводника и обратно
пропорционально площади его поперечного сечения:
ρ – удельное сопротивление (Ом)
l – длина проводника (м)
S – площадь поперечного сечения проводника (м2)
Удельное сопротивление – скалярная физическая
величина, численно равная сопротивлению
цилиндрического проводника единичной длины и
единичной площади поперечного сечения
Зависит от вещества и его состояния (температуры)
Единица измерения: 1 Ом ⋅ м
Меньшее сопротивление имеют серебро и медь = лучшие
проводники тока
Резистор – устройство с постоянным сопротивлением.
Реостат – устройство с переменным сопротивлением,
предназначенное для регулирования силы тока и
напряжения в электрической цепи.
Физика, 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий (1С)
Магазин сопротивлений
Магазин
сопротивлений – это
переменный резистор
с очень точным
выставлением
номинала
сопротивления.
Зависимость силы тока
от напряжения и сопротивления
V
А
R
Закон Ома
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна
напряжению на его концах и обратно
пропорциональна его сопротивлению

37. Еще одно понятие электричества:

4. Электродвижущая сила (ЭДС)
• , Вольт
Закон Ома для полной цепи:

Основные понятия в электрике

Значение электрики в мире, где все системы и установки должны работать бесперебойно, трудно переоценить. Технические словари следующим образом определяют понятие электрики – это совокупность работ по монтажу электрических систем в жилых и производственных помещениях. Под электрикой нередко понимается совокупность бытовых приборов, работающих от электричества.

Чтобы точнее разобраться в нюансах этой сферы, необходимо быть знакомым с основными понятиями, которые используют специалисты, знать схемы подключения электроэнергии к промышленным и бытовым объектам.

Основные термины

В области электрики применяется следующая терминология, понятия относятся к фундаментальным:

проводники – материалы, в которых под воздействием возникновения электрического поля возникает ток. К ним относятся металлы, щелочные растворы, кислоты;

диэлектрики – обратное понятие, это материалы и вещества, не проводящие ток. Это пластмасса, керамика, стекло и резина;

сопротивление – элемент электрической цепи, который сопротивляется прохождению через нее тока;

напряжение – способность перемещать заряд за определенный отрезок времени. Различают фазное и линейное напряжение – 220 В и 380 В;

ток – направленное движение заряженных частиц, движение может иметь постоянный или переменный характер;

мощность – работа тока, совершенная им за определенный период.

В электрике единицей измерения для определения сопротивления служит Ом, для вычисления силы тока – ампер, мощности – ватт.

Схемы подключения

Общая схема подачи электроэнергии заключается в передаче тока высокого напряжения от электростанции на подстанции. Передача осуществляется подземным способом, а от подстанций подземным или воздушным методами. От подстанций к объектам подключений подается ток пониженного напряжения.

Электрические сети разделяются на два вида – наружные, которые проходят до ввода в здание, и внутренние – проводка в здании.

Воздушные линии

Линии, проходящие по воздуху, наиболее известны потребителю, проживающему за городом. В городских условиях свет проводится при строительстве дома по трансформаторным линиям. Для подключения воздушным путем следует знать несколько простых правил.

Подключение может быть осуществлено от столба, который находится от точки подключения в доме на расстоянии не менее чем 25 метров. Если это расстояние больше, необходимо установить дополнительную опору. Следует помнить, что высота провода над автомобильной дорогой не может быть менее 6 м, а высота провода над пешеходными дорожками – не менее 3,5 м. Кабели закрепляют к изоляторам в здании не ниже 2,75 м от уровня земли.

Отводящие линии условно делят на два участка: воздушная линия, проходящая от опоры до изоляторов в доме, и от изоляторов до щитка распределения электроэнергии.

Подземный способ

Под землей кабель от электрического столба или подстанции проводят на глубине не менее 60–90 см, дно траншеи для укладки кабеля в обязательном порядке засыпают песком. Сверху кабель плотно покрывают кусками кирпича, гравием, утрамбовывают и также засыпают слоем песка. В дом провод входит через отверстие в фундаменте или стене.

Современные технологии в области электрики позволяют подключить дом при помощи однофазной или трехфазной системы. Если не предполагается проведение каких-либо работ, требующих повышенного напряжения, то для бесперебойного функционирования всех бытовых приборов вполне хватит одной фазы.

Электрика относится к областям человеческой деятельности, в которых следование нормам безопасности имеет приоритетное значение. Мастера не рекомендуют без обладания специальными знаниями заниматься подключением электричества. Для проведения электромонтажных работ нужно вызвать электрика.

1: Основные концепции электроэнергии

1: Основные концепции электроэнергии — Workforce LibreTexts Перейти к основному содержанию

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Без заголовков

1.1: Статическое электричество
1.2: Проводники, изоляторы и поток электронов
Электроны различных типов атомов имеют разные степени свободы для перемещения. В некоторых типах материалов, таких как металлы, внешние электроны в атомах настолько слабо связаны, что они хаотично перемещаются в пространстве между атомами этого материала не более чем под влиянием тепловой энергии комнатной температуры. Поскольку эти практически несвязанные электроны могут свободно покидать свои соответствующие атомы и плавать в пространстве между соседними атомами, их часто называют fr
1.3: Что такое электрические схемы?
Вы, возможно, задавались вопросом, как электроны могут непрерывно течь в однородном направлении по проводам без использования этих гипотетических Источников и Назначений электронов. Чтобы схема источника и назначения работала, оба должны иметь бесконечную емкость для электронов, чтобы поддерживать непрерывный поток! Используя аналогию с мрамором и трубкой из предыдущей страницы о проводниках, изоляторах и потоке электронов, мраморный источник и мраморные ведра назначения должны иметь
1.4: Напряжение и ток
Как упоминалось ранее, нам нужно нечто большее, чем просто непрерывный путь (цепь), прежде чем возникнет непрерывный поток электронов: нам также нужны некоторые средства, чтобы протолкнуть эти электроны по цепи. Так же, как мрамор в трубе или вода в трубе, для инициирования потока требуется некоторая сила воздействия. В случае электронов эта сила — это та же сила, которая действует в статическом электричестве: сила, создаваемая дисбалансом электрического заряда.
1.5: Сопротивление
Схема из предыдущего раздела не очень практична. На самом деле, это может быть довольно опасно строить (прямое соединение полюсов источника напряжения с помощью одного куска провода). Причина, по которой это опасно, заключается в том, что величина электрического тока при таком коротком замыкании может быть очень большой, а выделение энергии очень значительным (обычно в виде тепла). Обычно электрические цепи конструируются таким образом, чтобы на практике использовать высвобождаемую энергию, например:
1.6: Напряжение и ток в практической схеме
1.7: Обычный поток в сравнении с потоком электронов

Вольт, токи и основные понятия электричества

Электричество — это генерируемый поток электронов через пути для питания повседневных предметов, таких как компьютеры, обогреватели и электрические лампочки.

Важные термины в отношении электроэнергии

Проводники и изоляторы: Хорошие проводники — это материалы, которые позволяют электричеству легко проходить через них.Большинство металлов являются хорошими проводниками, поэтому металл используется в электропроводке во всем мире. Противоположности проводников — изоляторы. Изоляторы плохо переносят электричество. Нам нужны изоляторы для защиты людей от протекания электричества. Резина и пластмассы — примеры хороших изоляторов.
Напряжение: Напряжение — это сила, заставляющая электроны течь. Это разница в потенциальной энергии между двумя разными точками цепи.
Ток: Ток — это скорость потока электронов.Он измеряется в амперах, которые также называются амперами.
Мощность (Вт): Мощность, используемая в цепи, измеряется в ваттах. Ватты рассчитываются путем умножения напряжения на ток.
Сопротивление: Это мера того, насколько хорошо что-то проводит электричество. Если у него низкое сопротивление, объект является отличным проводником электричества, а если он имеет высокое сопротивление, это означает, что он плохо проводит электричество.
Прочие важные термины, касающиеся электрооборудования
Электроэнергетика, Введение
Основы электроэнергетики

Что такое электрический ток?

Электрический ток — это поток электронов.Ток течет по цепи, когда существует разница в потенциальной энергии между одним концом проводника и другим.

Поток электронов

В замкнутой цепи электроны текут от отрицательной клеммы батареи к положительной. Похоже, что положительный заряд движется в другом направлении, но на самом деле положительные частицы остаются на месте.

Как измеряется сила тока?

Ток измеряется в амперах, и это измерение производится путем вычисления количества заряда, протекающего через одну точку в цепи.В электрических уравнениях ток обозначается буквой «I.»

Расчет тока

Ток можно рассчитать по закону Ома. Уравнение закона Ома: I = V / R, где I — ток, V — напряжение, а R — сопротивление. Это уравнение также можно использовать для определения сопротивления цепи или напряжения цепи, если известны другие факторы.

Ток также можно использовать для расчета мощности по формуле P = I * V, где P — мощность, I — ток, а V — напряжение.

переменного и постоянного тока

Постоянный ток (DC) — это постоянный поток электрического заряда в одном направлении. Внутри большинства электронных устройств используется постоянный ток.
Переменный ток (AC) — это ток, при котором поток электрического заряда постоянно меняет направление. Линии электропередач в США передают энергию с использованием переменного тока.

Интересные факты о текущем

Что такое электронная схема?

Электронные схемы — это пути, используемые для передачи электрического тока и перемещения электричества.Электронные схемы позволяют электрическим устройствам работать, потребляя энергию от батареи или другого источника питания.

Части цепи

Схема состоит из трех основных частей: источника питания, проводов для подачи электричества и устройства на другом конце для использования электричества. Источником питания может быть аккумулятор или розетка, подключенная к электросети. Провода сделаны из металла, потому что это хороший проводник, и они обернуты пластиком, чтобы изолировать протекающее электричество, чтобы оно оставалось внутри проводов.Цепи также обычно содержат переключатели, которые позволяют временно прервать цепь без ее демонтажа. Это позволяет вам включать и выключать питание устройства.

Цепь серии

Последовательная цепь — это тип цепи, в которой все части соединены в непрерывную линию, образующую петлю. Поскольку каждая часть подключается одна за другой, если одна часть перестает работать, вся цепь перестает работать.

Параллельная цепь

Параллельная цепь содержит несколько путей, поэтому электричество можно разделить и направить в разные места одновременно.имеет разные пути в цепи, поэтому электричество разделяется, когда оно движется по цепи. Часть электричества пойдет по одному пути, а часть — по другому. Когда вы отключаете питание части параллельной цепи, остальная часть цепи продолжает работать.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная цепь содержит как параллельно соединенные, так и последовательно соединенные части. С этим типом схемы сложнее работать, потому что вам нужно понимать, какие части соединены последовательно, а какие — параллельно.

Замкнутые, разомкнутые и короткие замыкания

Замкнутая цепь — это полностью подключенная цепь, которая позволяет электричеству беспрерывно проходить через нее. Когда цепь разрывается, она становится разомкнутой; электричество перестает течь в точке, где была прервана связь. Третий тип цепи наиболее опасен: короткое замыкание. Короткое замыкание — это когда электричество течет между двумя точками, которые не должны быть соединены. Это происходит потому, что электричество всегда выбирает самый легкий путь; если есть «ярлык», он так и пойдет.