Лекция 3 электрические цепи постоянного тока

3.1. Электропроводность

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (электронов или ионов).

Электропроводность – это свойство вещества создавать электри­ческий ток под действием электрического поля.

Электропроводность вещества зависит от концентрации носителей заряда (чем выше концентрация зарядов, тем больше электропроводность). Все вещества в зависимости от электрической проводимости делятся на:

• проводники,

• диэлектрики (элек­троизоляционные материалы),

• полупроводники.

Проводники - обладают высокой проводимостью, к ним относятся металлы и их сплавы, уголь, электролиты (водные растворы солей, кислоты щелочей).

Диэлектрики - обладают ничтожной проводи­мостью. К ним относятся минеральные масла, лаки и большое число твердых неметаллических материалов (бумага, резина, стекло, керамика, пластмасса, древесина и др.).

Полупроводники - обладают промежуточной проводимо­стью между проводниками и диэлектриками. К ним отно­сятся такие металлы, как кремний, германий, селен, окислы металлов и др. Электропроводностью полупроводников можно управлять с помощью температуры, света, давления, напряжения, поэтому они применяются для изготовления различных электронных устройств (транзисторы, тиристоры, варисторы, фотоэлементы и др.)

3.2. Электрическая цепь и ее элементы

Для получения электрического тока необходимо создать замкнутую электрическую цепь (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Электрическая цепь

Источники электрической энергии(источники питания) – это элементы электрической цепи, генерирующие электрическую энергию (на рис. 3.1 –Е).

Приемники электрической энергии(потребители) – это элементы электрической цепи, потребляющие электроэнергию (на рис. 3.1 –R)

В источниках различные виды энергии преобразуются в электрическую энергию. Например, в электрогенераторах - механическая энергия, в гальванических элементах и аккумуляторах - химическая энергия, в фотоэлементах энергия светового излучения преобразуется в электрическую энергию.

Приемники, наоборот, преобразуют электрическую энергию в другие виды энергии. Например, электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую, электронагревательные устройства - в тепловую, лампы - в световую и т. д.

Электродвижущая сила – ЭДС (Е) – равна работе сторонних (неэлектрических) сил в по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутой электрической цепи.

3.3. Электрическое сопротивление

При прохождении электрического тока по про­воднику движущиеся свободные электроны (ионы), сталки­ваясь с атомами или молекулами проводника, испытывают при этом противодействие своему движению, которое ха­рактеризует сопротивление проводника.

Электри́ческое сопротивле́ние (R)– характеризует свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока. Единица измерения – Ом.

С

где ρ - удельное сопротивление вещества проводника, Омм

l- длина проводника, м;

S - площадь сечения. м² .

опротивление проводника зависит от свойств вещества проводника, его длины и площади поперечного сечения и вычисляется по формуле:

Материал	Удельное сопротивление, мкОмм
Медь	0,0175
Алюминий	0,029
Вольфрам	0,056
Сталь	0,13 - 0,25
Нихром	1,1

Удельное сопротивление (ρ) – это сопротивление единицы объема материала проводника. Единица измерения - мкОмм.Удельное сопротивление разных проводников не зависит от их размеров (длины и площади сечения), а зависит только от материала, из которого произведен проводник.