1.4 Соединение проводников (потребителей)

Последовательным называется такое соединение элементов, когда условный конец первого элемента соединяется с началом второго, конец второго – с началом третьего и т.д. Характерным для последовательного соединения является один и тот же ток в элементах.

Сила тока во всех частях цепи одинакова:

Iобщ.= I1 = I2

Напряжение на концах цепи равно сумме напряжений:

Uобщ. = U1+ U2

Сопротивление всей цепи больше сопротивления на отдельном участке цепи. Если резисторы соединены последовательно, для получения полного сопротивления цепи величины их сопротивления складываются:

Rобщ.=R1 + R2

Параллельным называется такое соединение элементов, при котором соединяются между собой как условные начала всех элементов, так и их концы. Характерным для параллельного соединения является одно и то же напряжение на выводах всех элементов.

Напряжения на параллельно соеди­ненных участках цепи одинаковы:

Uобщ. = U1 = U2

Сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме токов на отдель­ных участках:

Iобщ.=I1+I2

Сопротивление всей цепи меньше сопротивления любого ее участка. Если сопротивления соединены параллельно, то эффективное сопротивление обратно сумме их обратных значений:

1 1 1

-------- ------- -------

Rобщ.= R1 + R2

1.5 Тепловое действие тока

Превращение электрической энергии в тепловую при прохождении тока через проводник связано с тепловым действием тока. Это явление было открыто русским ученым Ленцем и английским физиком Джоулем.

Сущность такого действия тока сформулирована в законе Джоуля - Ленца:

количество тепла, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему электрического тока, пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Теплота измеряется в джоулях (Дж), 1Дж = 1А *1Ом*1с =1В*1А*1с = 1В*1Кл.

Чтобы нагрев проводников не превосходил допустимой величины, сечение проводников выбирается по таблицам в Правилах устройств электроустановок.

Тепловое действие тока используется в работе устройств защиты – предохранителей. Предохранители применяются, в основном, для защиты сетей от токов короткого замыкания (КЗ). Чувствительным элементом предохранителя является плавкая вставка (проводник преднамеренно уменьшенного сечения) из легкоплавкого цветного металла или сплавов, которая помещена в корпус. При возрастании тока выше номинального, на который рассчитана плавкая вставка, она плавится и таким образом отключает защищаемые провода, машины, аппараты и т.д.

Применяются плавкие вставки безинерционные (малая тепловая инерция) и инерционные (большая тепловая инерция). Безинерционные плавкие вставки из металлов с высокой электропроводностью и малой теплоемкостью (медь, серебро) применяют в качестве быстродействующей защиты (от токов КЗ), к перегрузкам не чувствительны.

Инерционные из металлов с большим удельным сопротивлением (свинец и его сплавы) выдерживают кратковременные нагрузки и быстродействие защиты не обеспечивают. В сетях напряжением до 1 кВ широко распространены предохранители типов ПР2, ПН, НПН.