Понятие об электро напряжении. Понятие об электрическом токе

При рассмотрении различных явлений используется такое понятие, как гипотеза.

Гипотеза (от древнегреческого - «основание», «предположение») – это недоказанное утверждение, предположение или догадка. Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров), и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт, или же опровергают (например, указывая контрпример ), переводя в разряд ложных утверждений.

Гипотеза имеет право на существование, если она в необходимой степени и в необходимом объеме позволяет объяснить некоторое явление и дать прогноз его развития.

При рассмотрении явлений, происходящих в электрических цепях, очень плодотворно используется гипотеза о том, чтоэлектрический ток является направленным движением заряженных частиц . На самом деле, вероятно, это не совсем так. Ведь скорость распространения электрического сигнала в проводниках практически равнее скорости света в вакууме, и очевидно, что никакие частицы так быстро в плотных металлических телах распространяться не могут.

Тем не менее, такое представление об электрическом токе позволяет рассчитывать электрические цепи и схемы, объяснять происходящие в них явления. Причем результаты расчетов и выводов соответствуют наблюдаемым на практике явлениям, которые можно измерить соответствующим инструментом.

Общепринятым является предположение о том, что двигаются в проводниках положительные заряды, и это движение происходит в направлении от положительного к отрицательному выводу источника тока под действием разности потенциалов. Эта разность потенциалов называется напряжением, которое измеряется в вольтах и определяется вольтметром.

Рассмотрим простейшую электрическую схему (рис. 1).

На рис. 1а обозначение G – источник питания с напряжениемU ,HL ‑ лампа накаливания, на которойпадает (расходуется) все напряжениеU , I – ток, направление движения которого (направление движения заряженных частиц) показано стрелкой.

На рис. 1б изображена та же схема с включенными измерительными приборами – вольтметром V (может подключаться и непосредственно к лампочке) и амперметромA . Вольтметр подключается всегда параллельно источнику питания (в данном случае –G ) или нагрузке (в данном случае –HL ).

Амперметр всегда подключается последовательно непосредственно в тот участок цепи, в котором измеряется ток.

Вольтметры на рис. 1б покажут одинаковое напряжение в том случае, если сопротивление подводящих проводников будет бесконечно мало.

Ток в электрической цепи может быть постоянным, пульсирующим и переменным.

Постоянным током называется ток, текущий в одном направлении и не изменяющий своей величины во времени . Графически его можно изобразить прямой линией, параллельной оси времени в координатах «сила токаI – времяt » (рис. 2).

Соответственно, чтобы в цепи протекал постоянный ток, напряжение источника тока тоже должно быть постоянным, а состояние цепи не должно изменяться во времени.

В том случае, если направление движения заряженных частиц не меняется во времени (ток течет в одном направлении), но сила тока изменяется по величине, такой ток следует назвать пульсирующим (рис. 3).

В том случае, если изменение тока носит упорядоченный характер, то импульсы характеризуют по их форме (синусоидальные, пилообразные, прямоугольные и т.д.). В частности, на рис. 3 изображен ток с прямоугольными импульсами с амплитудой А , периодомТ и длительностью импульсовτ . ОтношениеТ/τ называют скважностью следования импульсов.

В том случае, если с течением времени ток меняет не только величину, но и направление, то такой ток называют переменным (рис. 4).

При этом форма импульсов может быть различна, они также могут быть синусоидальными (как на рис. 4), пилообразными, прямоугольными (как на рис. 3), и т.д.

Величина, обратная периоду Т (1/Т ) называется частотой, обозначается буквойf и измеряется в герцах (Гц). 1 Гц – это одно полное колебание (один полный период) в секунду.

В технике чаще всего используют синусоидальный переменный ток с промышленной частотой f = 50 Гц, (в США и Австралии – 60 Гц) с которой электроэнергию передают на большие расстояния при высоком напряжении (сотни киловольт). Так поступают из-за того, что передаваемая мощностьW (измеряется в ваттах) прямо пропорциональна току и напряжению (W =I ∙U ). Если передавать большую мощность при низком напряжении, то понадобятся большие токи, требующие для передачи электроэнергии проводов большого сечения. Так, например, для передачи тока в один ампер требуется медный проводник сечением около 0,25 мм 2 . Если требуется передать мощность в 1000000 Вт (1 МВт), то при напряжении 220 В ток в проводах составит 1000000/220 = 4545,5 А, что потребует проводник сечением 4545,5/0,25 = 18182 мм 2 или диаметром 152 мм, что, конечно, нереально. Если передавать ток под напряжением 220000 В (220 КВ), то ток в проводах составит всего 1000000/220000 = 4,55 А, для чего понадобится проводник сечением 4,55/0,25 = 18,2 мм 2 или диаметром 4,81 мм, что вполне возможно.

Для превращения высокого напряжения в низкое, используемое на промышленных предприятиях (380 В) или в быту (220 В), применяются понижающие трансформаторы, которые работают только на переменном токе, а чтобы превратить переменный ток в постоянный – выпрямители.

На рис. 5 изображена схема передачи тока на большое расстояние.

В бортовой электрической системе автомобилей используется постоянный ток с напряжением 12 и 24 В. Электрогенерирующей установкой является генератор переменного тока, который после прохождения блока диодов становится постоянным.

В то же время электронные системы управления агрегатами автомобиля используют как постоянный, так и пульсирующий и переменный ток. Последние генерируются различными датчиками, контролирующими рабочие параметры этих агрегатов.

Как правило, ток любой формы бывает неидеальным. Это связано с наличием различных помех его протеканию. В качестве помех, например, могут служить распространенные в окружающей среде электромагнитные колебания радиопередатчиков или электромагнитные поля проводников электрического тока. Эти помехи вызывают практически неупорядоченные или слабо упорядоченные колебания электрического тока с некоторой амплитудой Δ I (рис. 6). ВеличинаΔ I называется шумом, а отношениеI CP /Δ I – отношение «сигнал – шум». Шум вреден, т.к. мешает распознаванию истинного сигнала. Для подавления шума используются различные электронные фильтры.

При расчете электрических и электронных цепей широко используются основные законы электричества – закон Ома и закон Кирхгофа.

Закон Ома гласит, что ток I в цепи равен частному от деления напряженияU , подведенного к цепи, на ее сопротивлениеR :

.

Так, если в схеме на рис. 1 напряжение U = 12 В, а сопротивление лампочкиR = 10 Ом, то ток в цепи будет равен 12/10 = 1,2 А.

Закон Кирхгофа говорит о том, что сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла (рис. 7)

Рассмотрим простую электрическую цепь постоянного тока, состоящую из нескольких элементов (рис. 8).

К схеме подведено постоянное напряжение U = 12 В. Так как напряжение есть разность потенциалов, то в точке А напряжение равно +12 В, а в точке Б оно равно нулю (12 – 0 = 12). Все это напряжение падает на электрической цепи, причем на каждом участке цепи падает (расходуется) часть напряжения, зависящая от сопротивления этого участка. Очевидно, что сумма падений напряженийU 1 иU 2-3 равнаU , т.е. 12 вольтам.

Определим эти падения напряжения, для чего нужно найти все сопротивления участков. На участке 1 сопротивление равно R1. Для определения сопротивления на участке 2 воспользуемся уравнением:

или

.

Анализ полученного уравнения позволяет сделать вывод о том, что при параллельном соединении сопротивлений суммарное сопротивление всегда будет меньше наименьшего из соединенных параллельно сопротивлений. Поясним это на примере. Например, если R 2 = 1 Ом, аR 3 = 100 Ом, то суммарное сопротивлениеR 2-3 будет равно:

Известно, что падение напряжения прямо пропорционально сопротивлению участка цепи, т.е. можно записать:

Кроме того, как было сказано ранее

Последние два уравнения (система уравнений) позволяют рассчитать величины U 1 иU 2-3 (два неизвестных и два уравнения). Выразим из второго уравненияU 1 черезU иU 2-3 и получим

Подставим полученный результат в первое уравнение:

или

, откуда путем алгебраических преобразований получаем:

.

Рассмотрим следующий пример: U = 12B,R 1 = 10 Ом,R 2 = 20 Ом,R 3 = 40 Ом.

Определим R 2-3:

Определим U 2-3:

Определим U 1:

Определим величину тока I 1:

.

В точке В (рис. 8) токI 1 «раздваивается» обратно пропорционально сопротивлению участков цепи, т.е.:

при условии, что

(закон Кирхгофа).

То есть, снова имеется два уравнения и два неизвестных (I 2 иI 3).

Выразим I 2 в видеI 2 =I 1 –I 3 и получим:

, или

Для данного примера при I 1 = 0,51 А

Зависимость падения напряжения при последовательном включении сопротивлений от величины этих сопротивлений часто используется в так называемых делителях напряжений (рис. 9).

Например, если U 1 = 12 В, R 1 = 6Oм,R 2 = 4 Ом, то напряжениеU 2 определится, как

.

Делители напряжения используются для питания отдельных участков электрических и электронных схем, где необходимо напряжение, отличное от напряжения источника питания.

Однако при расчете делителя напряжения необходимо учитывать входное сопротивление того участка цепи, которое он питает (рис. 10).

Если R ВХ достаточно велико, в несколько раз большеR 2 , то величинаU 2 будет определяться практически напряжениемU 1 и соотношением сопротивленияR 1 иR 2 . В противном случае при расчетеU 2 необходимо учитывать совместное сопротивление параллельно включенныхR 2 иR ВХ .

В связи с этим у подавляющего большинства приборов, служащих для измерения величины сигнала, связанного с измерением падения напряжения на участке контролируемой цепи, входное сопротивление очень высоко и составляет несколько мегом (миллионов Ом). В частности, таким прибором является вольтметр.

У приборов, измеряющих силу тока (амперметры) наоборот, внутренне сопротивление очень мало (доли Ома), так как чувствительный элемент (добавочный резистор) включается в разрыв цепи, через него проходит контролируемый ток, и он не должен вносить заметных изменений в работу электрической цепи (рис. 11).

Таким образом, при измерении силы тока фактически измеряется падение напряжения на добавочном резисторе, т.е. сам процесс измерения аналогичен работе вольтметра, имеющего большое входное сопротивление.

Некоторые правила чтения электронных схем

Обычно в электронных схемах происходит преобразование входного сигнала и создание выходного сигнала. Как правило, вход сигнала изображается в левой части схемы, а выход – в правой части. Таким образом, чтение схем производится слева направо.

Место подключения источника питания чаще всего показывается в правой части. Это обусловлено тем, что правая часть чаще всего насыщена более мощными электронными компонентами (выходной сигнал всегда мощнее входного).

Обычно электронная схема строится таким образом, что в ней выделяется «общий» проводник, который иногда называют «землей». Как правило, этот проводник соединен с «минусом» источника питания.

Для упрощения схем часто минусовой вывод элементов или блоков не доводят до линии общего «минуса», а обозначают его жирной короткой горизонтальной линией.

На рис. 12 и 13 изображены две произвольные электронные схемы, причем на рис. 12 использован «общий минусовой» проводник, а на рис. 13 - использовано его условное обозначение.

В этих схемах входной сигнал подается на «Вход», а «выходом» служит силовой элемент 2.

Контрольные вопросы

Что такое гипотеза, и когда она имеет право на существование?

Какая гипотеза используется при объяснении явления электрического тока в проводниках?

Как подключаются к электрическим схемам вольтметр и амперметр?

Что такое постоянный ток?

Что такое пульсирующий ток?

Что такое переменный ток?

Как передается электроэнергия на большие расстояния?

Что такое «шум» в электрической цепи?

Как формулируются законы Ома и Кирхгофа?

Что такое «падение напряжения», и как его измерить?

Что такое «делитель напряжения», и для чего он используется?

В каком порядке читаются электронные схемы?

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И СЕТЕЙ

Сейчас невозможно себе представить жизнь человека без широчайшего применения электрического тока. Электрические сети и приборы не просто окружают нас - они освобождают нас от значительной части физического труда, рутинного умственного труда, делают нашу жизнь комфортной, стремительной, насыщенной, плодотворной.

Электрическая энергия обладает весьма ценными свойствами:

1. электрическая энергия с небольшими потерями и достаточно просто преобразуется из других видов энергии – механической, ядерной, тепловой, химической и др. Это лежит в основе получения, накопления и сохранения электрической энергии;

2. в свою очередь она сама легко преобразуется в другие виды энергии – механическую, тепловую, химическую и т.д. На этом основано широчайшее применение электрической энергии;

3. электрическая энергия сравнительно простыми средствами передаётся на большие расстояния с помощью разветвлённых сетей;

4. она легко дробится, регулируется и распределяется по потребителям практически любой мощности;

5. электрическая энергия хорошо контролируется и учитывается.

Эксплуатация электрических сетей, приборов, оборудования, систем на предприятиях (объектах) социально-культурной сферы и туризма связана с решением следующих проблем:

· грамотная эксплуатация, максимизирующая срок службы, как электрических сетей, так и приборов, оборудования, систем и т.д.;

· создание безопасных условий для персонала и клиентов;

· минимизация затрат на приобретение, ремонт и эксплуатацию электрооборудования.

Основные представления и понятия об электрическом токе

Электрический ток - это поток заряженных частиц. Определение не оговаривает среду, в которой движутся заряженные частицы (она может быть твёрдой, жидкой и газообразной), ни происхождения, ни конкретных характеристик заряженных частиц. Определение, с одной стороны, необыкновенно ёмко – оно относится ко всем вообразимым случаям протекания электрического тока, а, с другой – позволяет конкретизировать это протекание в определённых, интересующих нас условиях. В обыденной жизни мы встречаемся с ситуациями, когда носителями электрического тока оказываются электроны и ионы (положительно или отрицательно заряженные атомы или молекулы). В некоторых веществах отсутствуют заряженные частицы или они простыми средствами не могут быть освобождены для движения – они не могут проводить электрический ток, следовательно, они – диэлектрики, изоляторы.

Электронной проводимостью обладают металлы, сплавы и многие полупроводники. Растворы и расплавы электролитов (веществ, содержащих в своём составе или образующих в водном растворе, ионы) обладают ионной проводимостью.

Металлы и сплавы, используемые в качестве электрических проводников, в основе своей тонкой структуры имеют кристаллическую решётку, в узлах которой находятся атомы металла или элементов, составляющих сплав. Электроны (в совокупности своей уподобленные электронному газу) движутся под действием электрического поля в пустотах кристаллической решётки, практически не встречая при своём движении механического сопротивления (в силу ничтожности своих размеров по сравнению с размерами атомов). Поэтому электрическое сопротивление металлов и сплавов незначительно.

Ионы, находящиеся в среде раствора или расплава, испытывают механическое (вязкостное) сопротивление среды, а кроме того они в тысячи раз крупнее и тяжелее электронов, поэтому они менее подвижны в электрическом поле, более инерционны, слабее следуют за изменениями электрического поля. Поэтому электрическое сопротивление растворов и расплавов электролитов во много раз выше сопротивления металлических проводников.

В человеческом организме содержится много электролитов (ионы калия и натрия и др., ионы хлора, органические анионы и др.). Человек на 65 – 70% состоит из воды, в водном растворе происходят все жизненно важные биохимические процессы. Поэтому прохождение электрического тока через тело, органы, структуры человека и поражение человека определяется ионной проводимостью.

Носители электрического тока могут перемещаться в постоянном или переменном электрических полях. Постоянное поле создают источники электродвижущей силы (электрические батарейки), аккумуляторные батареи, выпрямительные устройства. Переменное поле создают электрические (электромагнитные) генераторы.

Представим себе двухпроводную электрическую сеть переменного тока напряжением 220 В (вольт) и частотой его колебаний 50 Гц (1 Гц (герц) равен одному колебанию в секунду). (В России мы чаще всего имеем дело с ней.) Электрическое напряжение на одном из этих проводов равно 220 В; этот провод называется фазным. На другом проводе напряжение равно нулю и он называется нулевым (этот провод на ближайшей к потребителю трансформаторной подстанции с помощью специального устройства физически соединён с землёй - заземлен). Электрическая цепь оказывается замкнутой и по ней течет ток, когда эти провода соединены (напрямую – короткое замыкание, или через какой либо электрический прибор, включённый нами по своему прямому назначению, или через отдельные участки тела человека при несчастном случае). Отсюда становится понятным, что электрический ток протекает даже и в таких условиях, когда фазный провод замыкается на заземленный предмет (не имеющий прямого отношения к электрической цепи, например, водопроводную или газовую трубу и др.) или саму землю.

Электрическая цепь характеризуется электрическим сопротивлением. В цепях переменного тока оно бывает активным и реактивным. Активным сопротивлением R обладают проводники и элементы электрической цепи, которые нагреваются при прохождении через них тока. Реактивное сопротивление X создают элементы, обладающие индуктивностью или ёмкостью. Это любые устройства, содержащие электромоторы и дроссели (катушки индуктивности) – электродвигатели, холодильники, кондиционеры, копировальные или лазерные офисные приборы, галогеновые и лазерные светильники, насосы, стиральные и посудомоечные машины, микроволновые печи, компрессоры, солярии, фотопроявочную аппаратуру и т.д. Полное сопротивление неразветвлённой цепи Z складывается из активного сопротивления R, индуктивного сопротивления X L , и ёмкостного сопротивления X C :

Z =(R 2 + (X L - X C) 2) ½ .

Величина тока (сила тока) на всех участках неразветвлённой электрической цепи имеет одинаковое значение. Сила тока (ток) связана с напряжением и сопротивлением цепи законом Ома: I = U/Z , где I – ток, А (ампер); U – напряжение, В (вольт); Z – сопротивление, Ом.

Из закона Ома вытекает, что величина тока тем меньше, чем меньше напряжение и больше электрическое сопротивление цепи.

С точки зрения безопасности предпочтительно использование низковольтных сетей. Понятно, почему в автомобилях, самолётах, на подводных лодках и других объектах повышенной безопасности используют низковольтные электрические цепи.

Если в знаменателе выражения закона Ома будет бесконечно большая величина, то значение тока станет нулевым, что соответствует разрыву электрической цепи. Оказывается, существуют вещества, обладающие таким бесконечно большим сопротивлением; они называются изоляторами.

Изоляторы, а к ним относятся резина и прорезиненные материалы, стекло, фарфор, воздух, сухое дерево, картон, бумага, сухие ткани, полимерные материалы и пластмассы и др., не проводят электрический ток, то есть разрывают электрическую цепь. На этом основано применение их в качестве защитных средств (резиновые перчатки, диэлектрические коврики, покрытие ручек инструментов, изоляция проводов и т.д.).

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.

— 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 . 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.

Опытный электрик никогда не говорит - Я ошибся, он говорит: Надо же, как интересно получилось

Электрическим током называется упорядоченный поток отрицательно заряженных элементарных частиц – электронов. Электрический ток необходим для освещения домов и улиц, обеспечения работоспособности бытовой и производственной техники, движения городского и магистрального электротранспорта и.т.п.

Электрический ток

• R н – сопротивление нагрузки
• A – индикатор
• К – коммутатор цепи

Ток – количество зарядов прошедших в единицу времени через поперечное сечение проводника.

I =

• I – сила тока
• q – количество электричества
• t – время

Единицу силы тока называют амперам А, по имени французского учёного Ампера .

1А = 10 3 мА = 10 6 мкА

Плотность электрического тока

Электрическому току присущ ряд физических характеристик, имеющих количественные значения, выражаемые в определенных единицах. Основными физическими характеристиками электротока являются его сила и мощность. Сила тока количественно выражается в амперах, а мощность тока – в ваттах. Не менее важной физической величиной считается векторная характеристика электрического тока, или плотность тока. В частности, понятием плотности тока пользуются при проектировании линий электропередач.

J =

• J – плотность электрического тока А / ММ 2
• S – площадь поперечного сечения
• I – ток

Постоянный и переменный ток

Электропитание всех электрических устройств осуществляется постоянным либо переменным током .

Электрический ток , направление и значение которого не меняются, называется постоянным .

Электрический ток , направление и значение которого способны изменяться называется переменным .

Электропитание многих электротехнических устройств осуществляется переменным током , изменение которого графически представлено в виде синусоиды.

Использование электрического тока

Можно с уверенностью констатировать, что самым великим достижением человечества является открытие электрического тока и его использование. От электрического тока зависят тепло и свет в домах, поступление информации из внешнего мира, общение людей, находящихся в различных точках планеты, и многое другое.

Современную жизнь невозможно представить без повсеместного наличия электричества. Электричество присутствует абсолютно во всех сферах жизнедеятельности людей: в промышленности и сельском хозяйстве, в науке и космосе.

Электричество также является неизменной составляющей повседневного быта человека. Такое повсеместное распространение электричества стало возможным благодаря его уникальным свойствам. Электрическая энергия может мгновенно передаваться на огромные расстояния и преобразовываться в различные виды энергий иного генезиса.

Основными потребителями электрической энергии являются промышленная и производственная сферы. При помощи электроэнергии приводятся в действие различные механизмы и устройства, осуществляются многоэтапные технологические процессы.

Невозможно переоценить роль электроэнергии в обеспечении работы транспорта. Практически полностью электрифицирован железнодорожный транспорт. Электрификация железнодорожного транспорта сыграла значительную роль в обеспечении пропускной способности дорог, увеличении скорости передвижения, снижении себестоимости пассажироперевозок, решении проблемы экономии топлива.

Наличие электричества является непременным условием обеспечения комфортных условий жизни людей. Вся бытовая техника: телевизоры, стиральные машины, микроволновые печи, нагревательные приборы – нашла свое место в жизни человека только благодаря развитию электротехнического производства.

Главенствующая роль электроэнергии в развитии цивилизации неоспорима. Нет такой области в жизни человечества, которая обходилась бы без потребления электрической энергии и альтернативу которой могла бы составить мускульная сила.