ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ЗАКОНЫ, ЭЛЕМЕНТЫ
И ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначаемых для прохождения электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий напряжения и тока. В общем случае электрическая цепь состоит из источников и приемников электрической энергии и промежуточных звеньев (проводов, аппаратов), связывающих источники с приемниками.
Источниками электрической энергии являются гальванические элементы, аккумуляторы, термоэлементы, генераторы и другие устройства, в которых происходит процесс преобразования химической, молекулярно-кинетической, тепловой, механической или другого вида энергии в электрическую. К источникам можно отнести и приемные антенны, в которых в отличие от перечисленных выше устройств не происходит изменения вида энергии.
Приемниками электрической энергии, или так называемой нагрузкой, служат электрические лампы, электронагревательные приборы, электрические двигатели и другие устройства, в которых электрическая энергия превращается в световую, тепловую, механическую и т. п. К нагрузкам относятся и передающие антенны, излучающие электромагнитную энергию в пространство.
Расчеты электрических цепей и исследования процессов, происходящих в них, основываются на различных допущениях и некоторой идеализации реальных объектов электрических цепей. Под элементами в теории электрических цепей подразумеваются обычно не физически существующие составные части электротехнических и радиотехнических устройств, а их идеализированные модели, которым теоретически приписываются определенные электрические и магнитные свойства так, что они в совокупности приближенно отображают явления, происходящие в реальных устройствах.
В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы.
Активными элементами считаются источники электрической энергии: источники напряжения и источники тока. К пассивным элементам электрических цепей относятся сопротивления, индуктивности и емкости. Соответственно различают активные и пассивные цепи; активные цепи содержат источники электрической энергии, пассивные же цепи состоят только из пассивных элементов.
ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Электрическому току приписывается направление. Хотя в общем случае ток представляет собой движение электрических зарядов того и другого знака в разные стороны, однако, за направление тока принимают направление перемещения положительных зарядов; это направление противоположно направлению движения отрицательных зарядов.
Численно ток определяется как предел отношения количества электричества, переносимого заряженными частицами сквозь рассматриваемое поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени, когда последний стремится к нулю. Следовательно, если обозначить через q количество электричества, прошедшего через рассматриваемое сечение проводника за время t, то мгновенное значение тока, т. е. значение его в любой момент времени t, определится как производная q по t
Электрический ток может быть постоянным (неизменяющимся) или переменным, т.е. изменяющимся в зависимости от времени.
Положительное направление тока выбирается произвольно; оно обычно указывается стрелкой. Если в результате расчета тока, выполненного с учетом выбранного положительного направления, ток имеет знак плюс (i > 0), то это означает, что его направление совпадает с выбранным положительным направлением. В противном случае, когда ток отрицателен (i
Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 5632 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
положительное направление
положительное направление
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]
Тематики
Смотреть что такое «положительное направление» в других словарях:
положительное направление — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN positive direction … Справочник технического переводчика
положительное направление тока — teigiamoji srovės kryptis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. positive current direction; positive direction of current vok. positive Stromrichtung, f rus. положительное направление тока, n pranc. sens du courant positif, m … Automatikos terminų žodynas
ДПСК — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Декартова система координат — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Декартовы координаты — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Координатная плоскость — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Прямоугольные координаты — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Прямоугольная система координат — Прямоугольная система координат прямолинейная система координат с взаимно перпендикулярными осями на плоскости или в пространстве. Наиболее простая и поэтому часто используемая система координат. Очень легко и прямо обобщается для… … Википедия
система осей координат катапультируемой системы — Система осей координат, начало которой находится в центре масс катапультируемой системы. Примечание Оси располагаются: OX1 перпендикулярно плоскости направляющих катапультной установки, положительное направление вперед; OY1 параллельно плоскости… … Справочник технического переводчика
система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Система осей координат катапультируемой системы — 62. Система осей координат катапультируемой системы Система осей координат, начало которой находится в центре масс катапультируемой системы Примечание. Оси располагаются: ОХ1 перпендикулярно плоскости направляющих катапультной установки,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
положительное направление
положительное направление
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]
Тематики
Смотреть что такое «положительное направление» в других словарях:
положительное направление тока — teigiamoji srovės kryptis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. positive current direction; positive direction of current vok. positive Stromrichtung, f rus. положительное направление тока, n pranc. sens du courant positif, m … Automatikos terminų žodynas
ДПСК — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Декартова система координат — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Декартовы координаты — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Координатная плоскость — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Прямоугольные координаты — Прямоугольная, или декартова система координат наиболее распространённая система координат на плоскости и в пространстве. Содержание 1 Прямоугольная система координат на плоскости … Википедия
Прямоугольная система координат — Прямоугольная система координат прямолинейная система координат с взаимно перпендикулярными осями на плоскости или в пространстве. Наиболее простая и поэтому часто используемая система координат. Очень легко и прямо обобщается для… … Википедия
система осей координат катапультируемой системы — Система осей координат, начало которой находится в центре масс катапультируемой системы. Примечание Оси располагаются: OX1 перпендикулярно плоскости направляющих катапультной установки, положительное направление вперед; OY1 параллельно плоскости… … Справочник технического переводчика
система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Система осей координат катапультируемой системы — 62. Система осей координат катапультируемой системы Система осей координат, начало которой находится в центре масс катапультируемой системы Примечание. Оси располагаются: ОХ1 перпендикулярно плоскости направляющих катапультной установки,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Положительные направления токов и напряжений.
Элементы электрической цепи постоянного и переменного токов.
Электрическая цепь делится на внутреннюю(источник электрической энергии) и внешнюю части(соединительные провода, потребители, рубильники, выключатели, электроизмерительные приборы, т. е. все то, что присоединено к зажимам источника электрической энергии)
Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи. Разрыв цепи в любом месте вызывает прекращение электрического тока.
Под электрическими цепями постоянного тока в электротехнике подразумевают цепи, в которых ток не меняет своего направления, т. е. полярность источников ЭДС в которых постоянна.
Под электрическими цепями переменного тока имеют ввиду цепи, в которых протекает ток, который изменяется во времени (переменный ток).
Электроприемниками постоянного тока являются электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую, нагревательные и осветительные приборы, электролизные установки и др.
В качестве вспомогательного оборудования в электрическую цепь входят аппараты для включения и отключения (например, рубильники), приборы для измерения электрических величин (например, амперметры и вольтметры), аппараты защиты (например, плавкие предохранители).
Элементы электрической цепи делятся на активные и пассивные.
К активным элементам электрической цепи относятся те, в которых индуцируется ЭДС (источники ЭДС, электродвигатели, аккумуляторы в процессе зарядки и т. п.). К пассивным элементам относятся электроприемники и соединительные провода.
Если сопротивление элемента постоянно при любом значении тока в нем и любом значении приложенного к нему напряжения, то вольт-амперная характеристика прямая линия и такой элемент называется линейным элементом.
В общем случае сопротивление зависит как от тока, так и от напряжения. Одна из причин этого состоит в изменении сопротивления проводника при протекании по нему тока из-за его нагрева. При повышении температуры сопротивление проводника увеличивается. Но так как во многих случаях эта зависимость незначительна, элемент считают линейным.
Электрическая цепь, электрическое сопротивление участков которой не зависит от значений и направлений токов и напряжений в цепи, называется линейной электрической цепью. Такая цепь состоит только из линейных элементов, а ее состояние описывается линейными алгебраическими уравнениями.
Если сопротивление элемента цепи существенно зависит от тока или напряжения, то вольт-амперная характеристика носит нелинейный характер, а такой элемент называется нелинейным элементом.
Электрическая цепь, электрическое сопротивление хотя бы одного из участков которой зависит от значений или от направлений токов и напряжений в этом участке цепи, называется нелинейной электрической цепью. Такая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент.
Положительные направления токов и напряжений.
Электрическому току приписывается направление. Хотя в общем случае ток представляет собой движение электрических зарядов того и другого знака в разные стороны, однако, за направление тока принимают направление перемещения положительных зарядов; это направление противоположно направлению движения отрицательных зарядов.
Численно ток определяется как предел отношения количества электричества за некоторый промежуток времени. Следовательно, если обозначить через q количество электричества, прошедшего через рассматриваемое сечение проводника за время t, то мгновенное значение тока, т. е. значение его в любой момент времени t, определится как производная q по t
Электрический ток может быть постоянным (неизменяющимся) или переменным, т.е. изменяющимся в зависимости от времени.
Положительное направление тока выбирается произвольно; оно обычно указывается стрелкой. Если в результате расчета тока, выполненного с учетом выбранного положительного направления, ток имеет знак плюс (i > 0), то это означает, что его направление совпадает с выбранным положительным направлением. В противном случае, когда ток отрицателен (i
Положительные направления тока и напряжения
Электрический ток в общем случае представляет собой движения электрических зарядов отрицательного и положительного знаков в разные стороны.
Численно ток определяется как придел отношения количества электричества, переносимого заряженными частицами сквозь рассматриваемое поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени, к этому времени, при условии, что данный промежуток времени стремится к нулю:
Количество электричества (заряд) измеряется в Кулонах [K], промежуток времени в секундах [сек], а единицей измерения тока служит Ампер [A].
Электрическому току приписывают направление.
За положительное направление тока принимают направление перемещения положительных зарядов от точки высшего потенциала к точке меньшего потенциала.
Направление тока характеризуется знаком тока. Понятия положительный или отрицательный ток имеют смысл, если сравнивать направление тока в проводнике с некоторым заранее выбранным направлением – так называемым положительным направлением тока.
Положительное направление тока выбирается произвольно и указывается стрелкой.
Рассмотрим пассивный участок электрической цепи с выбранным положительным направлением тока:
При протекании тока от точки 1 к точке 2 подразумевается, что потенциал точки 1 выше потенциала точки 2.
Под напряжением на данном участке подразумевается разность электрических потенциалов точек 1 и 2.
Единица измерения напряжения Вольт [B].
Порядок индексов при напряжении означают его выбранное положительное направление.
Чаще всего положительное направление напряжения выбирают совпадающим с положительным направлением тока и указывают стрелкой.
4. Источник напряжения и источник тока.
В теории электрических цепей используют понятия идеальные источники электрической энергии: источник напряжения и источник тока.
Им приписывают следующие свойства:
Источник напряжения представляет собой активный элемент с двумя зажимами, напряжение на котором не зависит от тока, проходящего через источник
Рис.2. Идеальный источник напряжения и
его вольтамперная характеристика(BAX).
Предполагается, что внутри идеального источника напряжения пассивные сопротивление, индуктивность и емкость отсутствуют и, следовательно, прохождение тока не вызывает падения напряжения.
Упорядоченное перемещение положительных зарядов в источнике напряжения от меньшего потенциала к большему возможно работа сторонних сил, которые присущи источнику.
Величина работы, производимой данными сторонними силами по перемещению единицы положительного заряда от отрицательного полюса источника напряжения к положительному по полюсу, называется электродвижущей силой (э.д.с.) источника и обозначается e(t).
На рис.2(а) указано направление напряжения на зажимах идеального источника, которое всегда равно э.д.с. источника по величине и противоположно ей по направлению.
Обычно внутренние параметры источника конечной мощности незначительны по сравнению с параметрами внешней цепи и в не которых случаях (по условию задачи) могут вообще не учитываться. Внутреннее сопротивление источника э.д.с.(r0) на схемах замещения изображается последовательно соединенным с самим источником.
Рис.3. Источник напряжения конечной мощности.
Источник тока представляет собой активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.
Рис.4. Идеальный источник тока и его вольтамперная характеристика.
Предполагается, что внутренне сопротивление идеального источника тока равно бесконечности, и поэтому параметры внешней цепи, от которых зависит напряжение на зажимах источника тока, не влияют на ток источника.
При увеличении напряжения внешней цепи, присоединенной к источнику тока, напряжение на его зажимах, и следовательно, мощность возрастают. Поэтому идеальный источник тока теоретически так же рассматривается как источник бесконечной мощности.
Источник тока конечной мощности изображен на рис.5. g0 – внутренняя проводимость источника. Она характеризует внутренние параметры источника и ограничивает мощность, отдаваемую в цепь.
Рис.5. Источник тока конечной мощности.
Часто при решении задач методом эквивалентных преобразований возникает необходимость заменить реальный источник напряжения эквивалентным источником тока или наоборот. Преобразование осуществляется по схеме и формулам рис.6.
(1)
Рис.6. Преобразования источников конечной мощности.
5. Сопротивление.
Сопротивлением называется идеализированный элемент цепи в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую.
Кроме того, данный термин применяется для количественной оценки величины, равной отношению напряжения на данном элементе к току, проходящему через него:
[Ом] (2)
Формула 2 выражает закон Ома.
Сопротивление всегда положительно.
Величина обратная сопротивлению носит название проводимости:
[См] (3)
Рис.7. Графическое изображение сопротивления
с выбранными положительными направлениями тока и напряжения.
Мгновенная мощность, поступающая в сопротивление равна:
Pr = Ui = i 2 r = U 2 q (4)
Параметр r в общем случае зависит от тока i (например, вследствие нагревания проводника током).
Вольтамперная характеристика (зависимость напряжения на сопротивлении от тока) носит нелинейный характер.
Рис.8. BAX сопротивления: а – нелинейная; б – линейная.
Если сопротивление не зависит от тока, то имеет место прямая пропорциональность, выражающая закон Ома. В этом случае сопротивление называется линейным.
6. Индуктивность.
Индуктивностью называется идеализированный элемент электрической цепи, приближающейся по свойствам к индуктивной катушке, в котором накапливается энергия магнитного поля.
При этом термин «индуктивность» и его обозначение L применяется как для обозначения самого элемента цепи, так и для количественной оценки отношения потокосцепления самоиндукции к току в данном элементе:
[Гн] (5)
Индуктивность всегда положительна, так как потокосцепления и ток имеют одинаковые знаки.
В общем случае индуктивность зависит от тока и является нелинейной.
Если зависимостьy(i) линейная, то индуктивность – величина постоянная.
Рис.9. Зависимость потокосцепления от тока:
Рис.10. Графическое изображение индуктивности.
(6)
Если индуктивность L величина постоянная (не зависит от тока), то
= 
(7)
Напряжение на индуктивности определяется:
(8)
Ток на индуктивности:
(9)
Формулы (8) и (9) выражают закон Ома дифференциальной и интегральной форме для индуктивности.
Мгновенная мощность, поступающая в индуктивность равна:
(10)
Мощность индуктивности связана с процессом нарастания или убывания энергии магнитного поля.
7. Емкость.
Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи приближенно заменяющий конденсатор, в котором накапливается энергия электрического поля.
При этом данный термин применяется как для обозначения самого элемента, так и для количественной оценки отношения заряда к напряжению на этом элементе:
[Ф] (11)
Емкость всегда положительна, так как заряд и напряжение имеют одинаковый знак.
В общем случае зависимость заряда от напряжения носит нелинейный характер и, следовательно, параметр С зависит от напряжения.
Если зависимость заряда от напряжения линейная, емкость C – величина постоянная.
Рис.11. Зависимость электрического заряда от напряжения,
а – нелинейная, б – линейная.
Ток емкости равен производной электрического заряда по времени:
(12)
Формула (12) выражает закон Ома для емкости.
Напряжение на емкости:
(13)
Условное графическое изображение емкости указано на рис.11. Там же даны положительные направления тока и напряжения.
Рис.12. Условное обозначение емкости.
Мгновенная мощность, поступающая в емкость, равна:
(14)
Мощность емкости связана с процессом накопления или убыли электрического заряда в емкости. Когда заряд положительный и возрастает ток положительный и в емкость поступает электрическая энергия из внешней цепи. Когда заряд положителен, но убывает, т.е. ток отрицателен, энергия, ранее накопленная в электрическом поле емкости, возвращается во внешнюю цепь.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
