Інтерактивний плакат "Основні поняття кола постійного струму"

Основні поняття кола постійного струму

План1. Електрична енергія, її особливості, галузі застосування. 2. Основні поняття кола постійного струму.3. Гальванічні елементи. 4. Електричний опір. Провідність.5. Величини електричного кола.6. Сила струму, електрорушійна сила, напруга.7. Прийняті позначення величин для кола постійного струму.8. Умовні позначення елементів.9. Види електричних схем.10. Принципова схема.11. Структурний аналіз електричних кіл.

Електрична енергія використовується в промисловості, транспорті, сільському господарстві, медицині, побуті і навіть у мистецтві. Важко знайти таку галузь народного господарства чи науки, де б не застосовувалася електрика. Застосування електричної енергії для зварювання, плавки металів, поверхневого загартування, зв'язку та інших цілей дало змогу удосконалити багато технологічних процесів. Електрична енергія має значні переваги над іншими видами енергії, її легко й економічно можна перетворювати в теплову, хімічну, звукову та світлову енергію; великі електричні потужності можна без значних втрат передавати на далекі відстані; її легко трансформувати в різні напруги та розподіляти між окремимиструмоприймачами, що має велике значення, особливо в умовах промислового виробництва. Передавання електричної енергії на великі відстані дає можливість правильно вирішувати питання економічного розвитку країни, розміщуючи електростанції поблизу природних запасів енергії і передаючи енергію від них до місць її споживання. У практичній діяльності неможливо собі уявити спеціаліста (машинобудівника, хіміка, технолога з виробництва будівельних матеріалів та ін.), який не був би добре обізнаний з практичною електротехнікою. Тому вивчення основних її законів обов'язкове для всіх технічних спеціалістів. Початком розвитку електротехніки слід вважати XVIII ст., коли було опубліковано перші дослідження електричних і магнітних явищ (роботи М. В. Ломоносова та Г. В. Ріхмана), а в кінці XVIII ст. А. Вольтою (Італія) було винайдено перше (електрохімічне) джерело струму.

Електричним струмом називається упорядкований рух носіїв електричних зарядів. Постійний струм - струм, який не змінюється з часом ні за напрямком, ні за величиною. Електричне коло – це сукупність джерел живлення та споживачів електричної енергії, з’єднаних між собою тілами або середовищами, що забезпечують протікання електричного струму. Джерелами електричної енергії є пристрої, які перетворюють інші види енергії в електричну (хімічну –в акумуляторах, сухих батареях; механічну – в електромеханічних генераторах). Пристрої, що споживають електричну енергію, називаються приймачами електричної енергії або навантаженням. Споживачі перетворюють електричну енергію в інші види енергії. https://www.youtube.com/watch?v=uoss47 AZN4 A

Гальванічні елементи. Гальванічні елементи чиакумулятори з'єднують міжсобою для складання батареїгальванічних елементів абобатареї акумуляторів. Джерело електричної енергіїз приєднаними до ньоголінійними проводами таприймач енергії утворюютьзамкнене електричне коло,де відбуваєтьсябезперервний рух зарядів, якийназивається електричнимструмом.

Кожен пристрій електричного кола має назву елемента електричного кола. Самим розповсюдженим елементом електричного кола є резистор, який характеризується таким параметром, як опір. Опір резистора (R) характеризує спроможність елемента перетворювати електричну енергію на теплову. Іноді замість поняття опору вживається поняття провідності. Провідність (g) – це величина зворотна опору: Електри́чний о́пір (R)— властивість провідника створювати перешкоди проходженню електричного струму. Опір вимірюється в Омах (Ом), провідність – у Сименсах (См). g = 1/ R R = (ρl)/ S

Величини електричного кола До величин електричного кола належать: - сила струму; - напруга на елементах; - електрорушійна сила. Умовно-додатні напрями струму, напруги та ЕРС визначаються: - умовно-додатний напрям струму(або просто напрям струму) - це напрям руху позитивних зарядів; - умовно-додатний напрям напруги (або просто напрям напруги) - це напрям зменшення потенціалу; - умовно-додатний напрям ЕРС (напрям ЕРС) – це напрям дії сторонніх сил на додатний заряд у джерелі живлення. Додатні напрями струмів, напруг та ЕРС на схемах позначаються стрілками.

Сила струму, електрорушійна сила,напруга. Сила електричного струму I являє собою електричний заряд(вимірюваний у кулонах), що проходить крізь поперечний переріз провідника за одиницю часу. I = q/t. Напруга (U) на ділянці електричного кола — це різниця потенціалів між двома точкамиелектричного поля, яка чисельно дорівнює відношенню роботи, яку треба виконати дляпереміщення заряду з однієї точки поля в іншу точку, до величини цього заряду. U = A/q ; U = ϕ1 – ϕ2 . Напруга є різницею електричного заряду між двома точками електричного поля, тоді як струм - це потік електричних зарядів між точками електричного поля. Електрорушійна сила джерела струму ε — скалярна фізична величина, яка характеризуєздатність сторонніх сил створювати та підтримувати різницю потенціалів і чисельно дорівнюєвідношенню їх роботи Астор до значення розділених зарядів Δq: ε = Астор / Δq .

Прийняті позначення величин для кола постійного струму І – сила струму (одиниця виміру – Ампер); U – напруга (одиниця виміру – Вольт); ε – електрорушійна сила джерела живлення (одиниця виміру – Вольт);R – електричний опір ( одиниця виміру – Ом). https://www.youtube.com/watch?v=GFSU5v. FPU50

Умовні позначення елементів Графічне зображення електричного кола називається схемою. На схемах елементи кола позначаються наступним чином: Джерело ЕРС –ідеалізоване джерело живлення, ЕРС якого постійна, не залежить від величини струму, що протікає через нього. Внутрішній опір джерела ЕРС дорівнює нулю. Джерело струму – ідеалізоване джерело струму, яке дає струм І, незалежний від величини навантаження R у колі. Внутрішній опір джерела струму наближається до нескінченності. Реальне джерело живлення. Має кінцеве значення внутрішнього опору r. Резистор з опором R Резистор з провідністю g

Види електричних схем. Для зображення електричного кола використовують: - ескізну схему; - принципову; - схему заміщення (еквівалентну). Ескізне зображення електричного кола є наочним, але таку схему неможливо розрахувати. Найпростіше електричне коло складається із джерела електричної енергії Е, приймача енергії та двох лінійних проводів , що з'єднують джерело з приймачем енергії. Лінійні проводи приєднуються до джерела електричної енергії за допомогою двох затискачів, які називаються позитивним (+) і негативним (—) полюсами. На схемах умовно прийнято позначати позитивні напрямки струму й напруги стрілками від плюса до мінуса.

Принципова схема. Графічне зображення електричного кола, складеного з умовних позначень елементів, називається принциповою. Принципова схема електричного кола показує призначення всіх елементів та їх взаємодію, але, склавши тільки таку схему кола, не можна розрахувати його режим роботи. Для того, щоб виконати розрахунок, необхідно кожен з елементів представити схемою заміщення, тобто скласти схему заміщення (рис.1). Приклад б) а)Рис. 1

Структурний аналіз електричних кіл. При зображенні електричного кола у вигляд схеми вводять поняття вузла, гілки, контуру, незалежного контуру. Вузол - точка схеми, в якій сходяться три і більше гілок. Гілка –ділянка кола, розташована між двома вузлами, по елементам якої тече однаковий струм. Контур – будь-який замкнений шлях електричного кола. Незалежний контур – контур, який відрізняється від будь-якого іншого хоча би однією новою гілкою. Кількість незалежних контурів визначається за формулою l = m - (n -1) . Метою структурного аналізу схеми є визначення кількості вузлів n, гілок m і незалежних контурів l. Приклад (рис.2) : n = 2 m = 3 l = 2 Рис.2