Основные законы электрического тока.

Чтобы понять законы электрического тока, условно распространим законы движения жидкости по трубам на электрическую цель.

Схемы гидравлической системы и электрической цепи:

а) гидравлическая система: 1 — насос; 2 — турбина; 3 ‑ расходомер; 4 — манометр; б) — электрическая цепь: 1 ‑ генератор электрического тока; 2 — сопротивление;

3 ‑ Амперметр: 4 ‑ вольтметр.

Чем больше будет разность давления жидкости, создаваемая насосом (рис.1), и чем меньше будет сопротивление протеканию жидкости (чем больше будет сечение труб), тем больше жидкости пройдет по трубе.

В электрической цепи движение электронов происходит под воздействием электродвижущей силы (э.д.с.), создаваемой генератором электрического тока. Чем больше будет э.д.с. генератора, тем больше пройдет электричества в единицу времени.

Как в гидравлической системе при движении жидкости давление падает по мере удаления от водонапорного бака, (часть давления расходуется на преодоление трения о стенки трубы), так и электродвижущая сила источника тока идет на преодоление сопротивления электрической цепи.

Часть э.д.с., идущей на преодоление сопротивления отдельных участков цепи, в том числе и в самом генераторе, называют падением напряжения.

Чем больше удален генератор от потребителя, тем больше падение напряжения в питающей цепи, тем меньше величина напряжения у потребителя электрической энергии.

Падение напряжения измеряется, как и напряжение, в вольтах.

Закон Ома.

Приложенное к цепи напряжение, протекающий по цепи ток и сопротивление цепи связаны между собой определенным соотношением, которое называется законом Ома, по имени открывшего его ученого.

Закон Ома гласит: сила тока, протекающего по цепи, прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи.

Закон Ома выражается формулой

,

где: i – сила тока, а;

U – напряжение в сети, в;

R – сопротивление, ом.

Для определения напряжения и сопротивления цепи эту формулу можно представить так:

Пример: Какое нужно приложить напряжение, чтобы в цепи с сопротивлением 20 ом протекал ток силой 11 а?

в.

Пример:: Определить силу тока, если н цепи с сопротивлением 12 ом приложено напряжение 120 в?

а.

Последовательное и параллельное

Соединение проводников.

Последовательным соединением проводников называют такое соединение, при котором конец первого проводника соединен с началом второго, конец второго проводника соединен с началом третьего и т. д.

О бщее сопротивление цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных проводников, равно сумме сопротивлений отдельных проводников. Ток при последовательном соединении одинаков на всех участках такой цепи.

Подсчет общего сопротивления цепи при последовательном соединении производится по формуле

R = R₁ + R₂ + R₃

где: R – общее сопротивление цепи;

R₁, R₂, R₃ – сопротивление последовательно соединенных проводников.

Параллельным называют соединением проводников, при котором начала всех проводников соединены в одну точку, а концы в другую точку.

В параллельном соединении ток распределяется по нескольким ветвям обратно пропорционально сопротивлению каждой ветви.

При параллельном соединении проводников общее сопротивление определяется по формуле

,

где: R - общее сопротивление;

R₁, R₂, R₃ - сопротивления отдельных ветвей.

Общий ток при параллельном соединении равен сумме тоrов, протекающих по отдельным проводникам, и определяется по формуле

i = i₁ + i₂+ i ₃,

где: i — сила общего тока;

i₁ - сила тока в первом проводнике;

i₂ — сила тока во втором проводнике;

i₃— сила тока в третьем проводнике.

Пример: Найти общее сопротивление трех параллельно включенных проводников: .

R₁ = 2 ом; R₂ = 4 ом; R₃ = 8 ом.

ом.

R = ом.