DC struja. Električni krugovi DC: izračun

Stalna struja je da se čestice kreću u određenom smjeru s nabojem. Na drugi način, struja se može nazvati količinama kao što su struja ili napona, koji su konstantni u oba smjera i vrijednosti.

Uzmimo u obzir njegove karakteristike, primjenu, a isto tako električne sklopove izravne struje. Na pitanja, kako se istražuje električni krug, kao što je izračunato za neke druge.

Od plus do minus ili obratno?

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

Glavni zakoni elektrotehnike djeluju u stalnoj struji: Ohmov zakon i Kirchhoffovi zakoni. Struja je ranije nazvana galvanski, jer je dobivena kao rezultat galvanske reakcije. kada električna struja počeli su se održavati u kućama, bilo je grijane rasprave o tome kakvu vrstu struje treba ući: trajno ili promjenjivo. "Rat" osvojio je drugi, jer je bio jeftiniji. Mnogo je lakše prenositi na velike udaljenosti zbog jednostavne transformacije.

Kako dobiti izravnu struju

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

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

Opseg primjene

Primjena ove vrste je vrlo široka. U većini kućanskih aparata, na primjer, u računalnom modemu, punjenje za mobilni telefon, električni čajnik ili procesor za hranu, to je DC. Električni DC krugovi generiraju se i pretvaraju na generator automobila i bilo koji prijenosni uređaj. Ona upravlja svim industrijskim motorima, au nekim zemljama čak i visokonaponske prijenosne linije. Čak iu nekim medicinskim uređajima se koristi.

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

Električni krug

Komunikacija osigurava sve uređaje, zbog čega se provodi prijenos, distribucija i transformacija toplinskih, elektromagnetskih, svjetlosnih i drugih vrsta informacija o energiji. Procesi su opisani u elektromotorne sile, poput struje i napona.

Osnovni elementi električnih strujnih krugova

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

Lanci, gdje se transformacija, prijenos i prijem električne energije javljaju pri konstantnoj vrijednosti napona i struje tijekom trajanja vremena, nazivaju se DC krugovi. Tamo gdje se proces događa s promjenjivom vrijednošću - AC sklopovima.

Kako bi se izračunao i proučio DC električni krug (laboratorijski rad obično služi tu svrhu), koristi se zamjenski krug, tj. Idealizirani krug za stvarni izračun. Da biste je dobili, morate zamijeniti sve elemente kruga. Fizikalni procesi moraju biti izraženi u svakom matematičkom opisu.

Otporni elementi

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

Izračunava se složeni električni krugovi izravne struje, ako se postavi pozitivan smjer svih struja i napona. Odaberite smjer njihovog čvora koji ima veliki potencijal za čvor s manjim potencijalom.

Sa neovisnim otporom iz struje, otpornik se naziva linearno, a električni krug linearno je otporan. Karakteristika strujnog napona izražava se u smislu linearne funkcije koja prolazi kroz podrijetlo.

Prilikom analize takvih krugova često se koristi načelo pojednostavljenja, koje se sastoji od zamjene složenih dijelova električnog kruga jednostavnim. No struja i napon ne bi se trebali mijenjati. Zatim će se lanac presaviti na najjednostavniju vrstu. Priključeni otporni elementi moraju biti paralelni i sekvencijalno pretvoreni.

Serijska i paralelna veza

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

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

S paralelnom vezom primjenjuje se konstantni napon, ali struja je zbroj struja na svakom od elemenata. Stoga se može prikazati kao proizvod napona ekvivalentnom vodljivosti aktivnih elemenata. I, zauzvrat, jednak je zbroju vodljivosti elemenata. To je ono što čini izravnu struju.

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

Izvori informacija

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

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

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

• Rbh = ΔU / ΔI;
• Gbh = ΔI / ΔU.

Izračun nelinearnih električnih krugova izravne struje izrađuje se na temelju Kirchhoffovog zakona. Metode proračuna linearnih i nelinearnih shema su različite. Stoga, potonji se ne smatraju u okviru ovog članka.

Linearni mjerni instrumenti

Električni kapacitet DC krug sadrži izvore. I instrumenti koji ga mjere su: voltmetar za mjerenje napona u sekciji kruga i ampermetar za sekvencijalnu vezu s krugom. Na nultu vrijednost unutarnji otpor i uređaji vodljivosti su idealni.

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

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

• unutarnji otpor voltmetra je nekoliko puta veći od mjerenog ampermetara, tako da pad napona na njemu ne smanjuje smanjenje izmjerene otpora, a napon izmjeren pomoću voltmetra mora odgovarati radnom području;
• unutarnji otpor voltmetra je proporcionalan mjerenom otporu, a ampermetar je mnogo manji od izmjerene otpora.

Eksperiment i zadatke za ispitni rad

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

Voltmetar i ampermetar ulaze u blok AB1.

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

U preporučenom zadatku, koji bi trebao imati ispitni rad, ispitani su električni krugovi DC određivanjem parametara izvora elektromotornih sila, trenutnog izvora, mjerenja otpora, proučavanja paralelnog i serija otpornosti i I-V svojstva.