4h4-auto.ru

4х4 Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрический регулятор

Электрический регулятор

Электрический регулятор — Регулятором вообще называется такое приспособление или аппарат, посредством которого можно данную переменную величину либо приводить всегда к одному и тому же значению, либо давать ей ряд определенных значений. Регулятор, приводимый в действие Э. током или служащий для регулирования Э. величин, называется электрическим регулятором. Из Э. величин больше всего на практике приходится регулировать силу тока и напряжение (разность потенциалов). Мы разделим Э. регуляторы на две главных категории: 1) регуляторы электрического тока и напряжения, 2) регуляторы, приводимые в действие электрическим током, но служащие для управления изменений величин неэлектрических, как скорость, температура, количество притекаемой воды и т. п. Регуляторы первой категории могут быть: а) ручные, т. е. приводятся в действие от руки, б) автоматические, т. е. приводятся в действие специальным механизмом, действие которого обусловливается данными изменениями тока или напряжения. Регуляторы 2-й категории большею частью автоматические.

Регуляторы электрического тока и напряжения, Регулятором электрического тока служит реостат (см. Реостаты), включаемый в цепь, в которой хотят регулировать силу тока. Так, если напряжение (разность потенциалов) у зажимов данной цепи V, сопротивление этой цепи r, а сопротивление реостата R, то сила тока будет, по закону Ома, (см. Электродинамика):

Если сопротивление r цепи остается постоянным, то при изменении R, например при его увеличении, сила тока i будет уменьшаться, и наоборот, при уменьшении R i будет увеличиваться. Таким образом, изменяя сопротивление R реостата, мы можем получить желаемое значение для силы тока i. Если сопротивление цепи r почему-либо меняется, то, изменяя соответственно R, мы можем поддерживать силу тока все время постоянной. Так, если r увеличивается, то, уменьшая R, мы приведем силу тока i до требуемого значения; точно так же, если r уменьшается, то, увеличивая R, мы опять доведем силу тока до желаемой величины и т. д. Для последовательного изменения силы тока применяют реостаты с подвижными контактами. На фиг. 1 представлен реостат, составленный из ряда сопротивлений R1, R2, R3. концы которых присоединены к пластинкам а, b, с, d. по которым может скользить рычаг h; если включить в цепь реостат, как это показано, то при перемещении рычага вправо сопротивление, вводимое в цепь, будет увеличиваться, при перемещении же влево — уменьшаться.

 Электрический регулятор

Однако при посредстве подобных реостатов сопротивления вводятся не плавно, а скачками; так, при положении рычага h на контакте b введено сопротивление R1, а при переходе этого рычага на контакт с сразу вводится сопротивление R1 + R2 и т. д. Таким образом, регулировка силы тока будет производиться скачкам. Вполнe плавную регулировку можно производить при посредстве жидких реостатов. Приведем теперь пример автоматической регулировки силы тока. Представим себе (фиг. 2) катушку В (соленоид), внутри которой вставлен железный стержень А 1, поддерживающий с одной стороны планку аb с металлическими стержнями 1, 2, 3. между которыми включены сопротивления R1, R2, r3, . а с другой стороны уравновешиваемый грузом Р.

 Электрический регулятор

Под стержнями 1, 2, 3. расположен сосуд Н со ртутью. Конец d обмотки соленоида присоединяется к последнему стержню (на фиг. 2 стержень 6), конец же с присоединяется к одному из полюсов данного источника тока, другой полюс которого соединен со стержнем 1. Если сила тока чрезмерно мала, то стержень А с планкой аb перевешивает груз P и опускается вниз, несколько стержней погружаются тогда в ртуть, сопротивления R1 R2 . включенные между этими стержнями, замыкаются на короткое ртутью сосуда Н, т. е. ток, пройдя по стержню 6, идет, минуя упомянутые выше сопротивления, прямо через ртуть до последнего погруженного в эту жидкость стержня, откуда уже проходит через остальные сопротивления к первому стержню, а следовательно, и ко 2-му полюсу источника. Словом, при погружении стержней выключаются как бы соответствующие сопротивления, и чем больше будет стержней погружено в ртуть, тем меньше будет включено сопротивлений в цепь. Таким образом, при уменьшении силы тока вследствие опускания стержня А сопротивление в цепи уменьшается, благодаря чему сила тока увеличивается; когда эта последняя достигнет такой величины, что втягивающая сила соленоида уравновесит вместе с грузом P стержень 4, этот последний перестанет опускаться и сила тока останется постоянной; если же сила тока станет больше требуемой, то груз P вместе с развивающимся втягивающим усилием соленоида поднимет стержень А, вследствие чего из ртути будет выведено несколько стержней, благодаря чему соответственно введутся сопротивления, включенные между этими стержнями, а следовательно, сила тока в цепи уменьшится, и, когда она станет такой, что развиваемое соленоидом втягивающее усилие вместе с грузом P уравновесит стержень А, этот последний останется неподвижным, а сила тока в цепи приобретет определенное значение. Ясно, что, регулируя груз P, можно добиться того, чтобы стержень А оставался неподвижным, т. е. уравновешивался при данной силе тока. Примером регулятора напряжения может служить реостат, включаемый в шунтовую обмотку динамо-машины, посредством которого регулируется возбуждение электромагнитов, а следовательно, и напряжение у щеток машины (см. Динамо-машины). Таким же регулятором является элементный коммутатор в батарее аккумуляторов (см. Э. аккумуляторы). Регуляторы напряжения могут быть также автоматическими. На фиг. 3 приведена схема одного из автоматических регуляторов напряжения.

 Электрический регулятор

Представим себе, что между зажимами АА’, у которых требуется поддерживать постоянное напряжение, включен электромагнит R, якорь которого h может перемещаться между контактными винтами t и t’ и оттягивается пружиной S. Контакты t и t’ соединены с зажимами А и А’, а рычаг h — со щетками рр’ электродвигателя М с двойным якорем, вторые щетки которого q и q’ соединены с зажимами А и A’, между которыми включена также обмотка электромагнитов двигателя. Якорь этого последнего снабжен длинной осью с бесконечным винтом V, сцепляющимся с зубчатым колесом K, на оси которого насажен рычаг H, перемещающийся по пластинкам либо регулирующего реостата, либо элементного коммутатора. Если напряжение между А и А’ равно требуемому, то притяжение якоря электромагнитом R уравновешивается пружиной S, вследствие чего рычаг h занимает среднее положение между контактами t и t’, якорь электродвигателя М не будет включен в цепь и, следовательно, не будет вращаться, а потому рычаг Н останется в покое. Если же напряжение у зажимов АА’ станет больше требуемого, через электромагнит R пройдет более сильный ток, вследствие чего рычаг h притянется к контакту t’ и ток от зажима А’ пойдет через t’, рычаг h, щетку p в правую обмотку якоря электродвигателя, оттуда выйдет через щетку q’ и направится ко второму зажиму А’; вследствие этого якорь двигателя начнет вращаться и при посредстве бесконечного винта V и колесика K повернет рычаг Н регулировочного приспособления по направлению, при котором либо (в случае реостата) включится некоторое сопротивление, уменьшающее напряжение у АА’ (например, включится сопротивление в шунтовую обмотку динамо-машины, подающей энергию к АА’), либо выключится несколько элементов аккумуляторов (в случае элементного коммутатора); рычаг Н будет перемещаться до тех пор, пока напряжение у AA’ не станет равным нормальному; тогда вследствие уменьшения силы тока в электромагните R пружина S оттянет рычаг h на среднее положение и якорь электродвигателя М выключится из цепи, вследствие чего двигатель остановится, а с ним и рычаг H. Если напряжение у зажимов АА’ станет меньше нормального, то через R пройдет более слабый ток, пружина S, преодолевая действие электромагнита R, оттянет рычаг h к винту t, тогда замкнется левая обмотка якоря электродвигателя М через щетки p и q, вследствие чего двигатель будет вращаться в противоположную, чем выше, сторону, а с ним и рычаг H, благодаря чему произойдет регулировка напряжения у АА’ в обратном предыдущему порядке, т. е. напряжение начнет увеличиваться, и когда оно достигнет требуемого значения, то притяжение электромагнита R, уравновешивая действие пружины S, вызовет установку рычага h посередине; после этого двигатель снова будет выключен из цепи, и рычаг Н останется неподвижным. Кроме описанного способа регулировки напряжения, существует еще целый ряд других, основанных, например, на действии соленоидов, на разности действий двух обмоток одного и того же электромагнита (дифференциальных обмоток) и т. п. Однако в настоящее время весьма редко прибегают к автоматической регулировке напряжения. Примером Э. регуляторов могут служить регуляторы для дуговых ламп (см. Электрическое освещение).

Читайте так же:
Регулировка коробки автомат солярис

Из других регуляторов приведем, как пример, регулятор скорости Marcel Deprez. Он состоит из упругой металлической пластинки НС (фиг. 4), укрепленной одним своим концом на оси АF, вращаемой двигателем, скорость которого хотят регулировать; другой конец этой пластинки снабжен металлической массой C с винтом D, нажимающим на муфту В.

 Электрический регулятор

При посредстве этого винта можно дать любое натяжение пластинке НС, т. е. увеличить или уменьшить давление винта D на муфту В. Вследствие вращения оси AF массой С развивается центробежная сила, которая будет уменьшать давление винта на муфту В, и это давление будет равно нулю при определенной скорости вращения оси AF, тогда винт D не будет более касаться муфты В. Следовательно, если ось АН приводится в движение электродвигателем, скорость которого хотят регулировать, и если ток в этот последней проходит через муфту А, пластинку НС, винт D и муфту В, то при чрезмерно большой скорости двигателя ток в этом последнем будет прерван, электродвигатель замедлит свой ход до тех пор, пока винт D опять не нажмет на муфту В, и т. д. Немало было предложено также Э. регуляторов скорости паровых машин, работающих в связи с динамо-машинами: в этих регуляторах Э. ток через посредство электромагнитов или соленоидов производит передвижение заслонки, регулирующей впуск пара; когда скорость чрезмерно большая, заслонка под действием электромагнита или соленоида уменьшает впускное отверстие; когда же скорость понижается, то действием пружин заслонка, отодвигаясь, увеличивает отверстие для впуска пара. Надо, однако, заметить, что Э. регуляторы для скорости паровых машин не получили широкого применения и им предпочитают механические регуляторы, как более прочные и более надежные, хотя, быть может, менее чувствительные.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб. Брокгауз-Ефрон.

Читайте также :

Электрический свет Электрический свет — см. Электрическое освещение. Электрический свет (в применении к рыболовству). — Давно уже подмечено, что сильный свет, особенно в ночное время, привлекает к себе многих .

Электрический счетчик Электрический счетчик — представляет прибор, служащий для определения общего количества Э. энергии, прошедшей чрез него в некоторый промежуток времени к месту потребления. Электрическая энер.

Электрический ток Электрический ток — Если погрузить в проводящую жидкость, например в раствор серной кислоты, два разнородных металла, например Zn и Сu, и соединить эти металлы между собой металлической пров.

Устройство для регулирования силы электрического тока

Устройство для регулирования силы электрического тока. Страница 1.

Мо 4066 Класс 21 с, 63 67 ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ОПИСАНИЕ устройства для регулирования силы электрического тока.О выдаце патента опубликовано 30 ноября 1927 г, Действие патента распространяется на 15 лет от 30 ноября 1927 г.Янодный ток , двухэлектродной 1 термионных трубок Е. При помоши термионной трубки и ток накала тнебольшого реостата Й можно по- находятся в определенной зависи- добрать такой режим работы термости упри постоянном анодном ,мионных трубок, при котором небольнапряжении). С увеличением темпе- шое изменение накала давало бы ратуры нити катодной лампы свыше сильные колебания анодного тока, 2000, анодный ток начинает сна- , т,-е. нужно только, чтобы, при чала медленно, затем быстрее, уве- изменении тока 1, ток накала т,меличиваться. При температуре, близ-, нял температуру нити между 2400 кой к 2400, небольшие изменения и 2500.тока накала гвызывают большие Поляризованный подковообразный изменения анодного тока г Предла- электромагнит Л снабжен двумя гаемое устройство имеет цельюрасположенными на его полюсах использовать это свойство двухэлек- обмотками, из которых каждая вклютродной термионной трубки для чена в анодную цепь одной из двух регулирования силы электрическоготермионных двуэлектродных трутока с большой точностью, 1 бок Е таким образом, что ток в одНа схематическом чертеже изображено предлагаемое устройство.В цепь тока, подлежащего регулировке, включено небольшое сопротивление г из металла с весьма малым температурным коэффициентом, напр манганина, для того, чтобы колебания температуры окружающего воздуха не влияли на сопротивление. По цепи проходит ток 1; в виду постоянства сопротивления, падение напряжения е= 1 пропорционально только 7; вместе с тем, пропорционален ток накала г ной обмотке намагничивает соответствующий ей полюс, а ток в другой обмотке размагничивает соответствующий ей полюс. При небольшомувеличении тока 1 увеличится накал термионной трубки; анодный ток, доставляемый батареей В, возрастет во много раз, и качающийся якорь электромагнита притянется к , тому полюсу, который сильнее намагничен. При отклонении якорь электромагнита прижмется к кон такту Р и замкнет цепь маленькогоэлектродвигателя О, вращающегобесконечный винт 5 с нарезкой по всей длине. На винте 5 одет ползунок реостата К, который при вращении винта может перемещаться по реостату вперед и назад, в зависимости от направления вращения. Мотор Й, при замыкании его цепи, начнет вращаться так, что ползунок сдвинется по направлению стрелки 1 и увеличит сопротивление реостатаК. При увеличении сопротивления уменьшится ток 1 в цепи, подлежащей регулировке, вместе с тем уменьшится ток накала 1 а, и в гораздо большей степени уменьшится ток г,. Якорь электромагнита отойдет от контакта Р и, в результате, разомкнет цепь мотора Й.При уменьшении тока 1 уменьшатся токи г и 1, якорь электромагнита, в силу своей упругости, прижмется к контакту Р и, в результате, замкнет цепь мотора .О вращающего тот же бесконечный винт 5, но в обратном направлении. Ползун Г передвинется по направлению стрелки 2, выключит часть сопротивления К, и ток 1 в цепи возрастет. Среднее положение между контактами Р и Р, якорь сохраняет благодаря нормальному току соответствующему нормальному току 1 и уравновешивающему силу упругости якоря,Для уменьшения искр, вызываемых экстратоками размыкания, между контактами Р — Р, и якорем электромагнита включены конденсаторы С,Предмет патента.Устройство для регулирования силы электрического тока с применением двуэлектродных термионных трубок с нитями накала, питаемыми от цепи регулируемого тока, в каковом устройстве включение сопротивления, регулирующего силу тока, осуществлено посредством электромагнита, включенного в анодную цепь трубки, характеризующееся применением поляризованного подковообразного электромагнита Л с двумя расположенными на его полюсах обмотками, включенными каждая в анодную цепь одной из двух термионных двуэлектродных трубок , таким образом, что ток в одной обмотке намагничивает соответствующий ей полюс, а ток в другой , обмотке размагничивает соответствующий ей полюс, качающийся якорь какового электромагнита назначен для замыкания двух контактов, служащих для пуска в ход одного из , двух электрических двигателей, передвигающих, через посредство бесконечного винта, ползунок регулирующего силу электрического тока реостата К.ипо нитографин красны печатник, Ленинград, Международный, 75

Заявка

МПК / Метки

Код ссылки

<a href="https://patents.su/2-4066-ustrojjstvo-dlya-regulirovaniya-sily-ehlektricheskogo-toka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для регулирования силы электрического тока</a>

Устройство для питания цепи накала катодных генераторов

Загрузка.

Номер патента: 4242

. часть самоиндукции колебательного контура Е, соответственно регулируемая, вводится в цепь накала нити.Фиг. 3 изображает схему индуктивной (переменной) связи стабилизирующей реактивной катушки Е с самоиндукцией Е, введенной в цепь накала, при чем соединение цепи нити с цепью анода, необходимое для возникновения колебаний, осуществляется соединениемдней точки самоиндукции Екоторой точкой самоиндукции Е, водником (по схеме-стрелке). При соединении средней точки самоиндукции Е ток эмиссии накаливает нить равномерно Блокиро- гточной емкости служит для зажига- стабилизирующей реактивной кания нити, так как в момент замы- тушки А, и емкости конденсатора С кания общей цепи зарядный ток ,:включенного параллельно источнику конденсатора Спроходя.

Феррорезонансный стабилизатор напряжения для цепей накала мощных радиоламп

Загрузка.

Номер патента: 101159

. соотде 1 стуонего нлбо)51 (1 о ил. рмеро 5, я именно сечений насыщчного стержня и млгнипого иунтл и расстояния метк,у послел:Ит и чгиг ной и ньн, устяилдлиндемым ири нлс 11)ойке.1 )кд(151,н 1 ыня нцнд 1 гик(1 си 6- ж(е 51 о,кельн ьм (р(1)не,иди. И 11 т сз (Г)на и:(гор)н; Ир 51)кеп и 1 нып(лиеиным н еоотиететвии е изо 6 ретением, В случае необходимости осуществить питание цепей нлклла лух олиилковьх ламп напряжениями с (Лиим ио ф) ( ИН, ферроре.ин;ичые стабилизлторы обеих лами иклочаотся ио трехфзио.,ч(ухфд;ио схеме. Фгрр)1)езоиднсньй сгд 6 и;1.;ор спряжения лзя ц(чи.й някдля мициых радиолми, о т л и ч я н и и й с я тем, что, с ильи и(ноль:о 5 ния чо также и лля ограничения н(ко)(о тока примерно;(о 1,5-кр(тного .И(- кипяя.

Пусковое устройство для цепей накала мощныхрадиоламп

Загрузка.

Номер патента: 234474

. возрастания напряжения на обмотках 7.В итоге ток быстро возрастает, ц дроссель доводится до предельного подмагнпчивания током цепи обратной связи. В этом режиме сопротивления рабочих обмоток 1 становятся пренебрежительно малыми, ц напряжение сети практически полностью оказывается приложенным к обмоткам 4 трансформаторов 5 и 6.Регулировкой величины сопротивления резистора 9 можно изменять длительность процесса нарастания тока накала. ет ограничить пусковои ток най. Это позволякальных цепе На чертежеложенное уст схематически изооражено предройство. са 1 дросселя 2 насыщения вательно с параллельно сое.нтировапнымп резистором 3 тками 4 накальных трансЭти трансформаторы снабно соединенными дополниами 7 обратной связи. Обдный мост 8 и.

Устройство для питания цепей накала кенотронов

Загрузка.

Номер патента: 50400

. цепей накала кено- трона и питания следующего каскада. На чертеже фиг. 1 — 3 изображают предлагаемое устройство в трех вариантах, состоящее из соединенных по каскадной схеме и изолированных друг от друга и от земли трансформаторов разных мощностей для накала кенотронов.В устройстве, изображенном на фиг. 1, трансформатор 1 является обыкновенным трансформатором накала для высоковольтного кенотрона. Трансформатор 2, вдвое более мощный, чем трансформатор 1, имеет, кроме вторичной обмотки 4 для накала кенотрона, еще добавочную вторичную обмотку 5 с таким же числом витков, как и первичная обмотка 6 трансформатора 1, Трансформатор 3 должен быть в три раза более мощным, чем трансформатор 1, и также, кроме вторичной обмотки 7 для питания.

Способ питания цепи накала высоковольтного выпрямителя

Загрузка.

Номер патента: 149492

. для питания цепей накала ламп, причем накальная обмотка трансформатора питания должна иметь высоковольтную изоляцию относительно первичной обмотки,Предлагается упростить схему высоковольтного выпрямителя, состоящего из ряда последовательно включенных вентилей, исключив из нее трансформатор накала. Для этого, в соответствии с изобретением, применяется режим недокала подогревателей для повышения изоляционной прочности участков катод — подогреватель этих вентилей.На чертеже, изображающем схему предлагаемого бестрансформаторного высоковольтного выпрямителя, приняты следующие обозначения: Л 1 — кенотроны, С — конденсаторы, Л, — осветительная лампа, ив подводимое напряжение от сети, 4 — выпрямленное высокое напряжение, Питанием.

Электрический ток, напряжение — поймет даже ребенок!

Всем привет, на связи с вами снова Владимир Васильев. Новогодние празднования подходят к концу, а значить надо готовиться к рабочим будням, с чем вас дорогие друзья и поздравляю! Хех, только не надо расстраиваться и впадать в депрессию, нужно мыслить позитивно.

Электрический ток и напряжение

Так вот в эти новогодние праздники я как-то размышлял о аудитории моего блога: «Кто он? Кто тот посетитель моего блога, что каждый день заходит почитать мои посты?». Может быть это прошаренный спец зашел из любопытства почитать что я тут накалякал? А может это какой -нибудь доктор радиотехнических наук зашел посмотреть как спаять схему мультивибратора?

Содержание статьи

Знаете все это маловероятно, потому как для прошаренного специалиста все это уже пройденный этап и скорее всего все уже не так интересно и они сами с усами. Им может быть интересно лишь из праздного любопытства, мне конечно очень приятно и я жду каждого с распростертыми объятьями.

Так что я пришел к выводу, что основной контингент моего блога да и большинства радиолюбительских сайтов это новички и любители рыскающие по интернету в поисках полезной информации. Так какого лешего, у меня ее так мало? Будет в скором временя поболее так что [urlspan] не пропустите! [/urlspan]

Я вспоминаю себя, когда я искал в интернете какую-нибудь простенькую схемку чтобы с чего-нибудь начать, но постоянно что-то не подходило, что-то казалось заумным. Мне не хватало азов, таких, чтобы можно было по принципу от простого к сложному начать разбираться в интересующей меня теме.

Кстати первая книга которая мне действительно помогла, от прочтения которой действительно начало приходить понимание — это была книга «Искусство схемотехники» П. Хоровица, У. Хилла. Я писал про нее в этой статье, там и книжку можно скачать. Так вот, если вы новичок то обязательно ее скачайте и пусть она станет вашей настольной книгой.

Что такое напряжение и ток?

Ток и напряжение водопроводная аналогия

Кстати действительно что же такое электрический ток и напряжение? Я думаю, что никто на самом деле и не знает, ведь чтобы это знать это надо хотябы видеть. Кто может видеть ток, бегущий по проводам?

Да никто, человечество еще не достигло таких технологий, чтобы воочию наблюдать движения электрических зарядов. Все что мы видим в учебниках и научных трудах это некая абстракция созданная в результате многочисленных наблюдений.

Ну ладно об этом можно много рассуждать… Так давайте попробуем разобраться, что такое электрический ток и напряжение. Я не буду писать определения, определения не дают самого понимания сути. Если интересно, возьмите любой учебник по физике.

Так как мы его не видим электрического тока и всех процессов протекающих в проводнике, тогда попробуем создать аналогию.

И традиционно электрический ток текущий в проводнике сравнивают с водой бегущей по трубам. В нашей аналогии вода это электрический ток. Вода бежит по трубам с определенной скоростью, скорость это сила тока, измеряемая в амперах. Ну трубы это само собой проводник.

Хорошо, электрический ток мы себе представили, но а что такое напряжение? Сейчас помозгуем.

Вода в трубе, в отсутствии каких-либо сил (сила тяжести, давления) теч не будет, она будет покоиться как и любая другая жижа вылитая на пол. Так вот эта сила или точнее сказать энергия в нашей водопроводной аналогии и будет тем самым напряжением.

Но что происходит с водой бегущей из резервуара расположенного высоко над землей? Вода устремляется бурным потоком из резервуара к поверхности земли, гонимая силами тяготения. И чем выше от земли расположен резервуар тем с большей скоростью вытекает вода из шланга. Понимаете о чем я говорю?

Чем выше резервуар, тем больше сила (читай напряжение) воздействующая на воду. И тем больше скорость водного потока (читай сила тока). Теперь становится понятно и в голове начинает создаваться красочная картинка.

Понятие потенциала, разности потенциалов

Электрическая цепь

С понятием напряжения электрического тока тесно связано понятие «потенциал» , или «разность потенциалов». Хорошо, обратимся снова к нашей водопроводной аналогии.

Наш резервуар находится на возвышенности что позволяет воде беспрепятственно стекать по трубе вниз. Так как бак с водой на высоте, то и потенциал этой точки будет более высоким или более положительным чем тот что находится на уровне земли. Видите что получается?

У нас появилось две точки имеющие разные потенциалы, точнее разную величину потенциала.

Получается, для того чтобы электрический ток мог бежать по проводу, потенциалы не должны быть равны. Ток бежит от точки с большим потенциалом к точки с меньшим потенциалом.

Помните такое выражение, что ток бежит от плюса к минусу. Так вот это все тоже самое. Плюс это более положительный потенциал а минус более отрицательный.

Кстати а хотите вопрос на засыпку? Что произойдет с током, если величины потенциалов будет периодически меняться местами?

Тогда мы будем наблюдать то как электрический ток меняет свое направление на противоположное каждый раз как потенциалы поменяются. Это получится уже переменный ток. Но его мы пока рассматривать не будем, дабы в голове сформировалось ясное понимание процессов.

Измерение напряжения

Замер напряжения

Для замера напряжение используется прибор вольтметр, хотя сейчас наиболее популярны мультиметры. Мультиметр это такой комбинированный прибор имеющий в себе много чего. О нем я писал в статье и рассказывал как им пользоваться.

Вольтметр это как раз тот прибор который измеряет разность потенциалов между двумя точками. Напряжение (разность потенциалов) в любой точке схемы обычно измеряется относительно НОЛЯ или ЗЕМЛИ или МАССЫ или МИНУСА батарейки. Не важно главное это должна быть точка имеющая наименьший потенциал во всей схеме.

Итак чтобы измерить напряжение постоянного тока между двумя точками, делаем следующее. Черный (минусовой ) щуп вольтметра втыкается в ту точку, где предположительно мы можем наблюдать точку с меньшим потенциалом (НОЛЬ). Красный щуп (плюсовой) втыкаем в точку, потенциал которой нам интересен.

И результатом измерения будет числовое значение разности потенциалов, или другими словами напряжение.

Измерение тока

Замер тока

В отличие от напряжения, которое замеряется в двух точках, величина тока замеряется в одной точке. Так как сила тока (или говорят просто ток) по нашей аналогии есть скорость течения воды, то эту скорость нужно замерять только в одной точке.

Нам нужно распилить водопровод и вставить в разрыв некий счетчик, который будет подсчитывать литры и минуты. Както так.

Аналогично если вернемся в реальный мир нашей электрической модели, то получим тоже самое. Чтобы замерить величину электрического тока, нам нужно подключить в разрыв электрической цепи нехитрый прибор — амперметр. Амперметр также входит в состав мультиметра. Вы также можете почитать в моей статье.

Щупы мультиметра нужно переставить в режим измерения тока. Затем перекусываем наш проводник, и подключаем обрывки провода к мультиметру и вуаля — на экране мультиметра будет показана величина тока.

Закон Ома

Ну что дорогие друзья, я думаю что мы не теряли время даром. Ознакомившись с нашими водопроводными моделями в голове начал складываться пазл, начало формироваться понимание.

Ну чтож попробуем проверить его на законе Ома.

  • I — ток измеряемый в Амперах (А);
  • U-напряжение измеряемое в Вольтах (В);
  • R-сопротивление измеряемое в Омах (Ом)

Про сопротивление я сегодня не говорил, но я думаю что вы поняли. Сопротивление электрическому току оказывается материалом проводника. В нашей водопроводной системе сопротивление току воды оказывают ржавые трубы, забитые ржавчиной и прочей какой.

Таким образом закон Ома работает во всей своей красе что для водопроводной системы, что для электрической. Может быть мне податься в сантехники, уж очень много схожего.

Чем выше задран резервуар с водой, тем быстрее по трубам будет теч вода. Но если трубы загажены то скорость будет меньше. Чем больше сопротивление воде тем медленнее она будет теч. Если засор, то вода вообще может встать.

Ну и для электричества. Величина тока зависит прямо пропорционально от величины напряжения (разности потенциалов), и обратно пропорционально зависит от сопротивления.

Чем выше напряжение тем больше величина тока, но чем больше сопротивление тем меньше величина тока. Напряжение может быть очень большим, но ток может не теч из-за обрыва. А обрыв это все равно, что если вместо металлического проводника мы подключили проводник из воздуха, а воздух обладает просто гигантским сопротивлением. Вот ток и остановится.

Чтоже дорогие друзья, вот и подходит время закругляться, вроде все что хотел сказать в этой статье я сказал. Если остаются какие-либо вопросы спрашивайте в комментариях. Дальше будет больше, планирую написать череду обучающих материалов, так что [urlspan] не пропустите… [/urlspan]

Желаю вам удачи, успехов и до новых встреч!

С н/п Владимир Васильев.

P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat «320 схем»

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat «320 схем» — это инструмент, который позволит получить знания в области электроники и электротехники а также достичь понимания процессов происходящих в проводниках.

Конструктор представляет собой набор полноценных радиодеталей имеющих спец. конструктив, позволяющий их монтаж без помощи паяльника. Радиокомпоненты монтируются на специальную плату — основание, что позволяет в конечном итоге получить вполне функциональные радиоконструкции.

Используя этот конструктор можно собрать до 320 различных схем, для построения которых есть развернутое и красочное руководство. А если подключить фантазию в этот творческий процесс то можно получить бесчисленное количество различных радиоконструкций и научиться анализировать их работу. Этот опыт я считаю очень важен и для многих он может оказаться бесценным.

Вот несколько примеров того, что Вы можете сделать благодаря этому конструктору:

Летающий пропеллер;
Лампа,включаемая хлопком в ладоши или струей воздуха;
Управляемые звуки звездных войн, пожарной машины или скорой помощи;
Музыкальный вентилятор;
Электрическое световое ружье;
Изучение азбуки Морзе;
Детектор лжи;
Автоматический уличный фонарь;
Мегафон;
Радиостанция;
Электронный метроном;
Радиоприемники, в том числе FM диапазона;
Устройство, напоминающее о наступлении темноты или рассвета;
Сигнализация о том, что ребенок мокрый;
Защитная сигнализация;
Музыкальный дверной замок;
Лампы при параллельном и последовательном соединении;
Резистор как ограничитель тока;
Заряд и разряд конденсатора;
Тестер электропроводимости;
Усилительный эффект транзистора;
Схема Дарлингтона.

Закон Кулона, конденсатор, сила тока, закон Ома, закон Джоуля – Ленца

Закон Кулона — это один из основных законов электростатики. Он определяет величину и направление силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами.

Под точечным зарядом понимают заряженное тело, размер которого много меньше расстояния его возможного воздействия на другие тела. В таком случае ни форма, ни размеры заряженных тел не влияют практически на взаимодействие между ними.

Закон Кулона экспериментально впервые был доказан приблизительно в 1773 г. Кавендишем, который использовал для этого сферический конденсатор. Он показал, что внутри заряженной сферы электрическое поле отсутствует. Это означало, что сила электростатического взаимодействия меняется обратно пропорционально квадрату расстояния, однако результаты Кавендиша не были опубликованы.

В 1785 г. закон был установлен Ш. О. Кулоном с помощью специальных крутильных весов.

Опыты Кулона позволили установить закон, поразительно напоминающий закон всемирного тяготения.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

В аналитическом виде закон Кулона имеет вид:

где $|q_1|$ и $|q_2|$ — модули зарядов; $r$ — расстояние между ними; $k$ — коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, причем одноименные заряды отталкиваются, а разноименные — притягиваются.

Сила взаимодействия между зарядами зависит также от среды между заряженными телами.

В воздухе сила взаимодействия почти не отличается от таковой в вакууме. Закон Кулона выражает взаимодействие зарядов в вакууме.

Кулон — единица электрического заряда. Кулон (Кл) — единица СИ количества электричества (электрического заряда). Она является производной единицей и определяется через единицу силы тока 1 ампер (А), которая входит в число основных единиц СИ.

За единицу электрического заряда принимают заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока $1$А за $1$с.

То есть $1$ Кл$= 1А·с$.

Заряд в $1$ Кл очень велик. Сила взаимодействия двух точечных зарядов по $1$ Кл каждый, расположенных на расстоянии $1$ км друг от друга, чуть меньше силы, с которой земной шар притягивает груз массой $1$ т. Сообщить такой заряд небольшому телу невозможно (отталкиваясь друг от друга, заряженные частицы не могут удержаться в теле). А вот в проводнике (который в целом электронейтрален) привести в движение такой заряд просто (ток в $1$ А вполне обычный ток, протекающий по проводам в наших квартирах).

Коэффициент $k$ в законе Кулона при его записи в СИ выражается в $Н · м^2$ / $Кл^2$. Его численное значение, определенное экспериментально по силе взаимодействия двух известных зарядов, находящихся на заданном расстоянии, составляет:

Часто его записывают в виде $k=<1>/<4πε_0>$, где $ε_0=8.85×10^<-12>Кл^2$/$H·м^2$ — электрическая постоянная.

Электрическая емкость конденсатора

Электроемкость

Электроемкостью проводника $С$ называют численную величину заряда, которую нужно сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу:

Емкость характеризует способность проводника накапливать заряд. Она зависит от формы проводника, его линейных размеров и свойств среды, окружающей проводник.

Единицей емкости в СИ является фарада ($Ф$) — емкость проводника, в котором изменение заряда на $1$ кулон меняет его потенциал на $1$ вольт.

Электрический конденсатор

Электрический конденсатор (от лат. condensare, буквально сгущать, уплотнять) — устройство, предназначенное для получения электрической емкости заданной величины, способное накапливать и отдавать (перераспределять) электрические заряды.

Конденсатор — это система из двух или нескольких равномерно заряженных проводников с равными по величине зарядами, разделенных слоем диэлектрика. Проводники называются обкладками конденсатора. Как правило, расстояние между обкладками, равное толщине диэлектрика, намного меньше размеров самих обкладок, так что поле в конденсаторе практически все сосредоточено между его обкладками. Если обкладки являются плоскими пластинами, поле между ними однородно. Электроемкость плоского конденсатора определяется по формуле:

где $q$ — заряд конденсатора, $U$ — напряжение между его обкладками, $S$ — площадь пластины, $d$ — расстояние между пластинами, $ε_<0>$ — электрическая постоянная, $ε$ — диэлектрическая проницаемость среды.

Под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из пластин.

Энергия поля конденсатора

Энергия заряженного конденсатора выражается формулами

которые выводятся с учетом выражений для связи работы и напряжения и для емкости плоского конденсатора.

Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля (энергия поля в единице объема) напряженностью $Е$ выражается формулой:

где $ε$ — диэлектрическая проницаемость среды, $ε_0$ — электрическая постоянная.

Сила тока

Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Сила электрического тока — это величина ($I$), характеризующая упорядоченное движение электрических зарядов и численно равная количеству заряда $∆q$, протекающего через определенную поверхность $S$ (поперечное сечение проводника) за единицу времени:

Итак, чтобы найти силу тока $I$, надо электрический заряд $∆q$, прошедший через поперечное сечение проводника за время $∆t$, разделить на это время.

Сила тока зависит от заряда, переносимого каждой частицей, скорости их направленного движения и площади поперечного сечения проводника.

Рассмотрим проводник с площадью поперечного сечения $S$. Заряд каждой частицы $q_0$. В объеме проводника, ограниченном сечениями $1$ и $2$, содержится $nS∆l$ частиц, где $n$ — концентрация частиц. Их общий заряд $q=q_<0>nS∆l$. Если частицы движутся со средней скоростью $υ$, то за время $∆t=<∆l>/<υ>$ все частицы, заключенные в рассматриваемом объеме, пройдут через поперечное сечение $2$. Сила тока, следовательно, равна:

В СИ единица силы тока является основной и носит название ампер (А) в честь французского ученого А. М. Ампера (1755-1836).

Силу тока измеряют амперметром. Принцип устройства амперметра основан на магнитном действии тока.

Оценка скорости упорядоченного движения электронов в проводнике, проведенная по формуле для медного проводника с площадью поперечного сечения $1мм^2$, дает весьма незначительную величину — $∼0.1$ мм/с.

Закон Ома для участка цепи

Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на этом участке к его сопротивлению.

Закон Ома выражает связь между тремя величинами, характеризующими протекание электрического тока в цепи: силой тока $I$, напряжением $U$ и сопротивлением $R$.

Закон этот был установлен в 1827 г. немецким ученым Г. Омом и поэтому носит его имя. В приведенной формулировке он называется также законом Ома для участка цепи. Математически закон Ома записывается в виде следующей формулы:

Зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов на концах проводника называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ) проводника.

Для любого проводника (твердого, жидкого или газообразного) существует своя ВАХ. Наиболее простой вид имеет вольт-амперная характеристика металлических проводников, заданная законом Ома $I=/$, и растворов электролитов. Знание ВАХ играет большую роль при изучении тока.

Закон Ома — это основа всей электротехники. Из закона Ома $I=/$ следует:

  1. сила тока на участке цепи с постоянным сопротивлением пропорциональна напряжению на концах участка;
  2. сила тока на участке цепи с неизменным напряжением обратно пропорциональна сопротивлению.

Эти зависимости легко проверить экспериментально. Полученные с использованием схемы, графики зависимости силы тока от напряжения при постоянном сопротивлении и силы тока от сопротивления представлены на рисунке. В первом случае использован источник тока с регулируемым выходным напряжением и постоянное сопротивление $R$, во втором — аккумулятор и переменное сопротивление (магазин сопротивлений).

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление — это физическая величина, характеризующая противодействие проводника или электрической цепи электрическому току.

Электрическое сопротивление определяется как коэффициент пропорциональности $R$ между напряжением $U$ и силой постоянного тока $I$ в законе Ома для участка цепи.

Единица сопротивления называется омом (Ом) в честь немецкого ученого Г. Ома, который ввел это понятие в физику. Один ом ($1$ Ом) — это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении $1$ В сила тока равна $1$ А.

Удельное сопротивление

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от материла проводника, его длины $l$ и поперечного сечения $S$ и может быть определено по формуле:

где $ρ$ — удельное сопротивление вещества, из которого изготовлен проводник.

Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, показывающая, каким сопротивлением обладает изготовленный из этого вещества проводник единичной длины и единичной площади поперечного сечения.

Из формулы $R=ρ/$ следует, что

Величина, обратная $ρ$, называется удельной проводимостью $σ$:

Так как в СИ единицей сопротивления является $1$ Ом, единицей площади $1м^2$, а единицей длины $1$ м, то единицей удельного сопротивления в СИ будет $1$ Ом$·м^2$/м, или $1$ Ом$·$м. Единица удельной проводимости в СИ — $Ом^<-1>м^<-1>$.

На практике площадь сечения тонких проводов часто выражают в квадратных миллиметрах (м$м^2$). В этом случае более удобной единицей удельного сопротивления является Ом$·$м$м^2$/м. Так как $1 мм^2 = 0.000001 м^2$, то $1$ Ом$·$м $м^2$/м$ = 10^<-6>$ Ом$·$м. Металлы обладают очень малым удельным сопротивлением — порядка ($1 ·10^<-2>$) Ом$·$м$м^2$/м, диэлектрики — в $10^<15>-10^<20>$ раз большим.

Зависимость сопротивления от температуры

С повышением температуры сопротивление металлов возрастает. Однако существуют сплавы, сопротивление которых почти не меняется при повышении температуры (например, константан, манганин и др.). Сопротивление же электролитов с повышением температуры уменьшается.

Температурным коэффициентом сопротивления проводника называется отношение величины изменения сопротивления проводника при нагревании на $1°$С к величине его сопротивления при $0°$С:

Зависимость удельного сопротивления проводников от температуры выражается формулой:

В общем случае $α$ зависит от температуры, но если интервал температур невелик, то температурный коэффициент можно считать постоянным. Для чистых металлов $α=(<1>/<273>)K^<-1>$. Для растворов электролитов $α

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector