DC proud. DC elektrické obvody: výpočet

Konstantním proudem jsou částice pohybující se v určitém směru s nábojem. Jiným způsobem může být proud nazýván jako např amperage nebo napětí, které jsou konstantní v obou směrech a hodnotách.

Uvažujme jeho charakteristické, aplikační a také elektrické obvody stejnosměrného proudu. Pojďme odpovědět na otázky, jak je zkoumán elektrický obvod, jak je vypočítáván pro některé další.

Od plusu k mínusu nebo naopak?

Ve zdroji se elektrony pohybují od hodnoty minusu k hodnotě plus. Navzdory skutečnosti, že to každý ví, je obvykle považován za směr od plusu k minusu. Zajímalo by mě, proč? Vysvětlujeme, že se to stalo historicky. Ale je to opravdu tak? Koneckonců, tato "historie" vznikla v nějakém absolutně nevýznamném časovém období.

Hlavní zákony elektrotechniky pracují v konstantním proudu: Ohmův zákon a Kirchhoffovy zákony. Proud byl nazván dříve galvanický, protože byl získán jako výsledek galvanické reakce. Kdy elektrický proud se začaly konat v domácnostech, probíhaly rozpačité debaty o tom, jaký proud by měl vstoupit: trvalý nebo proměnlivý. "Válka" vyhrála druhou, protože byla levnější. Je to mnohem snazší přenos na dlouhé vzdálenosti kvůli snadné transformaci.

Jak získat stejnosměrný proud

Ale stejnosměrný proud z použití nezmizel. Elektrické obvody DC se nacházejí například v bateriích.

Proud je generován elektromagnetickou indukcí, po které je kolektor odstraněn. Taková reakce vytváří generátor, kde se také vytváří stejnosměrný proud. Elektrické DC okruhy mohou být transformovány z proměnné přes měniče a usměrňovače.

Rozsah aplikace

Aplikace tohoto druhu je poměrně široká. Ve většině domácích spotřebičů, například v počítači modem, nabíjení pro mobilní telefon, varnou konvici nebo kuchyňský robot, je DC. Elektrické DC okruhy jsou generovány a převáděny na automobilovém generátoru a jakémkoliv přenosném zařízení. Provozuje všechny průmyslové motory a v některých zemích i vysokonapěťové přenosové vedení. I v některých zdravotnických prostředcích se používá.

Proud stejnosměrného proudu je bezpečnější, protože může dojít k smrtelné události, pokud je úraz elektrickým proudem 300 mA a se střídavým proudem i při 50-100 mA.

Elektrický obvod

Komunikace zajišťují všechna zařízení, díky nimž se provádí přenos, distribuce a přeměna tepelných, elektromagnetických, světelných a jiných typů energetických informací. Procesy jsou popsány elektromotorické síly, jako proud a napětí.

Základní prvky stejnosměrných elektrických obvodů

Hlavními prvky jsou přijímače a zdroje energetických informací, které jsou propojeny vodiči. Ve zdrojích se různé typy energie převádějí na elektrickou energii. A v přijímačích naopak elektřina jde do jiných typů.

Řetězce, ve kterých dochází k transformaci, přenosu a příjmu elektrické energie při konstantní hodnotě napětí a proudu po dobu trvání, se nazývají jednosměrné obvody. Tam, kde probíhá proces s obvody proměnné hodnoty - střídavého proudu.

Pro výpočet a studium stejnosměrného elektrického obvodu (laboratorní práce obvykle slouží tomuto účelu) je použit náhradní obvod, tedy idealizovaný obvod pro reálný výpočet. Chcete-li to získat, musíte vyměnit všechny prvky obvodu. Fyzikální procesy musí být vyjádřeny v každém matematickém popisu.

Odporové prvky

Odpor je jedním z přijímačů elektrického obvodu. Je charakterizován aktivním odporem, který se měří v ohmech. Odporové odpory nebo, jak se také nazývají, jsou aktivně zavedeny do substitučních obvodů, aby se zohlednila transformující elektromagnetická energie na jiné druhy.

Výpočet složitých elektrických obvodů stejnosměrného proudu se provádí, pokud se nastaví kladný směr všech proudů a napětí. Vyberte směr jejich uzlu, který má velký potenciál pro uzel s menším potenciálem.

Při nezávislém odporu proti proudu se odpor označuje jako lineární a elektrický obvod je lineární odporový. Vlastnost proudu proudu je vyjádřena jako lineární funkce procházející původem.

Při analýze takových obvodů se často používá princip zjednodušení, který spočívá v nahrazení složitých částí elektrického obvodu jednoduchými. Ale proud a napětí by se neměly měnit. Potom se řetězec sklopí na nejjednodušší druh. Připojené odporové prvky musí být paralelní a postupně přeměněny.

Sériové a paralelní připojení

Sériové připojení ve všech prvcích má proud stejnou hodnotu. Zde je napětí určeno součtem všech zahrnutých odporů vynásobených I, to znamená:

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

Při paralelním připojení je aplikováno konstantní napětí, ale proud je součtem proudů na každém z prvků. Proto může být reprezentován jako produkt napětí stejnou vodivostí aktivních prvků. A na druhé straně se rovná součtu vodivosti prvků. To je to, co tvoří stejnosměrný proud.

Elektrické DC obvody kromě toho obsahují napěťové a proudové zdroje.

Zdroje informací

Nezávislé napětí (EMF, proud) z odporu vnějšího obvodu se nazývá jeho zdroj. Zdroj EMF (napětí) se měří při volnoběhu, tj. Kde je proud v zdroji nulový. V náhradních obvodech, rezistor bere v úvahu ztráty tepelné energie, které jsou uvolněny ze zdroje. Je-li nula, a aktuální zdroj je nekonečno, je to ideální zdroj. Reálný je vždy konečný.

Vnější charakteristiky jsou následující: u zdrojů EMF a napětí vzniká závislost na proudovém proudu a na zdroji proudu od napětí na svorkách.

Reálné zdroje mají lineární a nelineární součásti. Uvažujme metody výpočtu lineárních elektrických obvodů stejnosměrného proudu. Jsou popsány v Ohmově zákoně pro kompletní řetězec, kde I = E / (Rh + Rbh). Pak U = E- RbhI. Z těchto vzorců je odvozen vnitřní odpor a vnitřní vodivost:

• Rbh = ΔU / ΔI;
• Gbh = ΔI / ΔU.

Výpočet nelineárních elektrických obvodů stejnosměrného proudu se provádí na základě Kirchhoffova zákona. Metody výpočtu lineárních a nelineárních schémat jsou různé. Tudíž se tyto nepovažují v rámci tohoto článku.

Lineární měřicí přístroje

Elektrická kapacita Obvod DC obsahuje zdroje. A nástroje, které měří, jsou: voltmetr pro měření napětí v obvodu a ampérmetr pro postupné připojení k obvodu. Při nulové hodnotě vnitřní odpor a vodivostní zařízení jsou ideální.

Metody začlenění se stanou srozumitelnějšími, když je zvažujeme pomocí měření odporu. Ohmův zákon, R = U / I.

Víme, že skutečná zařízení nemají nulovou hodnotu. Proto jsou k dispozici pouze dvě možnosti jejich zařazení:

• vnitřní odpor voltmetru v dobách AMPÉRMETR více měřit - tak, aby úbytek napětí na něm, aby se nesnížila pokles měřeného odporu a napětí, které se měří voltmetrem se musí shodovat s dojezd;
• vnitřní odpor voltmetru odpovídá naměřenému odporu a ampermetr je mnohem menší než naměřený odpor.

Experiment a úkoly pro testovací práci

Pro měření napětí a proudu se používají odpovídající generátory. Vnitřní odpor se měří pomocí spínačů.

Voltmetr a ampérmetr vstupují do bloku AB1.

Při měření odporu se používají speciální opatření. Ve zdroji elektromotorické síly musí být vnitřní odpor vypnutý.

V doporučeném úkolu, který by měl mít zkušební práci, se zkoumají DC elektrické obvody stanovením parametrů zdroje elektromotorické síly, zdroje proudu, měření odporu, studie paralelního a sériového odporu a I-V charakteristiky.