2. Электрическая цепь и ее элементы.
Совокупность устройств, предназначенных для создания прохождения через них тока, называется электрической цепью.
Элементами электрической цепи являются:
1. Источники питания, которые бывают химические, в которых химическая энергия преобразуется в электрическую. К ним относятся гальванические элементы, аккумуляторы; бывают и другие источники, в которых, например, механическая энергия преобразуется в электрическую (генераторы электрической энергии).
У
словные
обозначения источников питания:
2. Потребители (приемники) электрической энергии, в которых электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии.
Резистор – устройство, обладающее сопротивлением, применяется для ограничения тока.
3. Соединительные провода.
4. Переключатели, измерительные приборы, предохранители.
Л
юбая
электрическая цепь изображается в виде
чертежа-схемы.
К внутреннему участку относится только источник питания. К внешнему - все остальные элементы цепи.
Для возникновения тока в цепи необходимо наличие замкнутой цепи и существование источника питания.
3. Электродвижущая сила источника питания и напряжение на его зажимах.
Свойство источника поддерживать на своих зажимах разность потенциалов называется электродвижущей силой источника (э.д.с.).
Э.д.с. численно равна работе (А) по перемещению единицы заряда по замкнутой цепи и измеряется в вольтах:
(В).
За направление э.д.с. принято движение зарядов внутри источника от отрицательного полюса к положительному.
Напряжение (U) на зажимах внешнего участка цепи показывает, какая часть электрической энергии расходуется в нем единичным зарядом.
Внутри источника питания (на внутреннем участке) часть энергии преобразуется в тепло при перемещении единичного заряда, называемого внутренним падением напряжения.
Общее напряжение
во всей цепи должно быть равно напряжению
на зажимах источника электрической
энергии при холостом ходе, т.е. э.д.с.
.
Если внешняя цепь разомкнута, то падение напряжения внутри источника равно нулю и э.д.с. источника питания равна напряжению на его зажимах: U = E.
4. Энергия и мощность электрической цепи.
Электрическая энергия, затраченная током во внешней цепи:
;
где, А – работа электрического тока, Вт·с;
W – энергия электрического тока, Вт·с;
U – напряжение во внешней цепи, В;
Q – заряд, Кл.
Мощность (Р) – это величина, характеризующая скорость преобразования энергии или скорость совершения работы:
или
;
где, Р – мощность, В;
W – энергия, Вт·с;
А – работа, Вт·с;
t – время, с.
Мощность электроприемника характеризует скорость преобразования электрической энергии во внешнем участке цепи в другие виды энергии:
.
Единицей измерения мощности СИ служит ватт:
1 Вт = 1 В·А.
Единицей работы В СИ служит Вт·с:
1 Вт = 1 Дж/с; 1 Дж = 1 Вт·с.
Более крупной единицей работы является
1 кВт·час = 3 600 000 Вт·с.
Для измерения работы электрического тока используются счетчики электрической энергии.
Для измерения мощности – ваттметры.