Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

[ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

Электрическая энергия, как известно, широко применяется во всех отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и в быту.

Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначенных для передачи, распределения и взаимного преобразования электрической (электромагнитной) и других видов энергии и информации, если процессы, протекающие в устройствах, люгут быть описаны при помощи гюнятий об электродвижущей силе (э д с ), токе и напряжении

Основными элементами электрической цепи являются источники и приемники электрической энергии (и информации), которые соединяются между собой проводами

В источниках электрической энергии (гальванические элементы, аккумуляторы, ек-тромашинные генераторы и т и ) химическая, механическая, тепловая энергия или энергия других видов превращается в элекгрическую, ав приемниках электрической энергии (электротермические устройства, электрические лампы, резисторы, электрические двигатели и т и ), наоборот, электрическая энергия преобразуется в тепловую, световую, механическую и др

Электрические цепи, в которых получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходят при неизменных во времени токах и напряжениях, обычно называют цепями постоянного тока

При постоянных токах и напряжениях магнитные и электрические поля электрических установок также не изменяются во времени Вследствие этого в цепях постоянного тока не возникают э д с самоиндукции и отсутствуют токи смещения в диэлектриках, окружающих проводники

Вместо термина приемник электрической энергии в дальнейшем будем применять более краткие и равнозначные термины - приемник или потребитель, а вместо термина источник электрической энергии - источник энергии, источник питания или источник

На рис 1-1 условно изображена простейшая электрическая установка с источником энергии - аккумуляторной батареей и с прием-ником.....группой электрических лампЗажимы истоцника и прием-



Электрачесте лампы

1 \ il

1 \ ] Ij

1 Провода (\7\ /чА

г 1 / 1

Истичнак

Приемник

Рис 1-1.

ника энергии соединены между собой двумя проводами. Источник энергии, провода и приемник образуют замкнутый проводящий контур. В этом контуре под действием э. д. с. источника энергии происходит непрерывное и односюронне направленное упорядоченное движение электрических зарядов.

Совокупность этих трех элементов - источника энергии, двух проводов и приемника - представляет собой простейщую электрическую цепь постоянного тока. Практически чаще встречаются более слож-I ные элек1рические цепи с большим J числом источников и приемников энергии.

Чтобы облегчить изучение процессов в электрической цепи, ее заменяют расчетной схемой замещения, т. е. идеализированной цепью, которая служит расчетной моделью реальной цепи. При этом пользуются понятиями двух основных элементов схемы: источника энергии с э. д с. £ и внутренним сопротивлением (рис 1-2, а) и сопротивления приемников и проводов г (рис. 1-2, б). Таким образом, применяя в дальнейшем термин схема замещения или, короче, схема , будем всегда подразумевать и соответствующую цепь.

Электродвижущая сила Е (рис. 1-2, а) численно равна разности потенциалов ср или напрялсению U между положительным и отрицательным зажимами 1 ц 2 источника энергии при отсутствии в нем тока независимо от физической природы ее возникновения (контактная э. д. с, термо-э. д. с и т. д):

£==<Pl-?2=t/i2. (1-1)


Электродвижущую силу Е можно определить как работу сторонних (неэлектрических) сил, присущих источнику, затрачиваемую на перемещение единицы положительного заряда внутри источника от зажима с меньшим потенциалом к зажиму с большим потенциалом.

Направление действия э. д с. (от отрицательного зажима к положительному) указывается на схеме стрелкой.

Если к зажимам источника энергии присоединить приемник (нагрузить), то в замкнутом контуре этой простейшей цепи возникает ток / (рис. 1-3) При этом напряжение или разность потенциалов на зажимах 1 п 2 уже не будет равна э. д. с. вследствие падения напряжения внутри источника энергии, т. е. на его внутреннем сопротивлении г^:

б^е = rj.---



spa

Рис 1-3.

На рис. 1-4 представлена одна из наиболее типичных, так называемых внешних характеристик t/jg (Л = U (0> т. е. зависимость напряжения на зажимах нагруженного источника энергии от тока. Как показано на рисунке, при увеличении тока от нуля АО I 1х напряжение на зажимах источника энергии убывает практически по линейному закону.

Иначе говоря, при £ = const падение напряжения внутри источника энергии в указанных пределах растет пропорционально току. При дальнейшем росте тока

нарушается пропорциональность между его значением и падением напряжения внутри источника энергии - внешняя характеристика не остается линейной. Такое уменьшение напряжения вызвано у одних источников энергии уменьшением э. Д с, у других - увеличением внутреннего сопротивления, а у третьих - одновременным уменьшением э. д с. и увеличением внутреннего сопрогивления.

Развиваемая источником энергии мощность определяется равенством

Ри = Е1. (1-2)

Здесь следует отметить установившееся в электротехнике неточное применение термина мощность Так, например, говорят о генерируемой, отдаваемой, потребляемой, передаваемой, теряемой мощности В действительности генерируется, отдается, потребляется передается, теряется не мощность, а энер1ия Мощность характеризует интенсивность энергетического процесса и измеряется количеством генерируемой, отдаваемой, передаваемой и других видов энергии в единицу Бремени Поэтому правильно было бы говорить о мощности генерирования энергии, о мощности передачи энергии и т д Следуя традициям электротехники, будем применять приведенные выше краткие выражения

Сопротивление приемника г (рис. 1-2, б) как элемент схемы или идеализированной цепи характеризует потребление электрической энергии, т. е. превращение электрической энергии в другие виды, при мощности

Р = гР. (1-3)

В общем случае сопротивление приемника зависит от тока в этом приемнике г (/).

По закону Ома напряжение на сопротивлении

t/ = /-/. (1-4)

Отметим, что к открытию этого закона довольно близко подошел еще в 1801-1802 гг. акад В. В. Петров. Позднее, в 1826 г., этот

закон был сформулирован Омом------


Рис 1-4.



[ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2017
Разработчик – Евгений Андрианов