Электрическое напряжение. Электрическое напряжение представляет собой

Электрическое напряжение

Основные понятия теории электрических цепей

Электрическая цепь

Электрической цепью называется совокупность элементов и устройств, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий: электрический ток и электрическое напряжение.

Устройства и элементы электрической цепи делятся на две группы: источники и приемники электрической энергии.

Источники электрической энергии представляют собой элементы и устройства, в которых происходит преобразование неэлектрических видов энергии (химической, тепловой, механической и др.) в электрическую энергию, например, гальванические элементы, аккумуляторы, механические электрогенераторы, солнечные батареи и т.п.

Приемники электрической энергии (нагрузки) представляют собой устройства и элементы, в которых происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии или запасание энергии, например, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, интегральные микросхемы и пр.

Элементы электрической цепи соединяют между собой с помощью вспомогательных элементов, к которым относятся: провода, переключатели, разъемы и пр. Для подключения к цепи каждый элемент или устройство имеет внешние выводы, называемые также зажимами, клеммами, полюсами и т. п.

Электрическая цепь, имеющая два вывода, называется двухполюсником (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности), три вывода — трёхполюсником (транзисторы), четыре вывода — четырехполюсником и т.д.

При анализе реальных цепей её элементы и устройства обычно заменяют их идеализированными или эквивалентными моделями. Цепь, полученная в результате такой замены, называется эквивалентной схемой или схемой замещения.

Электрический ток

Электрический ток— это направленное движение свободных носителей электрического заряда в проводящей среде. В металлах носителями заряда являются электроны, в жидкостях и газах — положительные и отрицательные ионы и т. п..

За направление электрического тока принимают направление, в котором перемещаются положительные заряды. При расчете электрических цепей направление тока выбирается произвольно и считается условно положительным. На рис. 1.1 выбранное направление тока на схеме указано стрелкой на проводнике.

Если значение тока, найденное в результате расчета, является положительным, то это означает, что действительное направление тока совпадает с условно положительным направлением. Если найденное значение тока является отрицательным, то это означает, что действительное направление тока противоположно условно положительному направлению.

Постоянный ток представляет собой ток, не изменяющейся во времени, и определяется как заряда, прошедший через поперечное сечение проводника, за одну секунду

.

Переменный ток представляет собой ток, изменяющейся во времени, и определяется как скорость изменения электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника,

. (1.1)

В Международной системе единиц СИ ток измеряется в амперах (А), заряд — в кулонах (Кл), а время — в секундах (с), то есть [А = Кл/с].

Электрическое напряжение

Известно, что на заряд, помещенный в электрическое поле, действует сила, значение и направление которой определяются напряженностью электрического поля, величиной заряда и его знаком. Работа, совершаемая силами электрического поля по переносу свободного единичного положительного заряда (один кулон) из некоторой точки поля в бесконечность, называется электрическим потенциалом jэтой точки. Такая работа совершается за счет энергии электрического поля.

Электрическим напряжением между двумя точками и электрического поля называется работа, совершаемая этим полем по перемещению единичного положительного заряда из точки в точку и равная разности потенциалов этих точек

.

Обычно за направление напряжения принимают направление, в котором перемещаются положительные заряды под действием электрического поля, то есть направление от точки цепи с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Тогда на участках цепи, не содержащих источников электрической энергии, направление напряжения и тока совпадают. Напряжение на участке электрической цепи будем обозначать стрелкой, расположенной рядом с этим участком (рис. 1.2).

Похожие статьи:

poznayka.org

Электрическое напряжение

bse.sci-lib.com

Что значит электрическое напряжение - Значения слов

(U) между двумя точками электрической цепи или электрического поля, равно работе электрического поля по перемещению единичного положит, заряда из одной точки в другую. В потенциальном электрическом поле эта работа не зависит от пути, по которому перемещается заряд; в этом случае Э. н. между двумя точками совпадает с разностью потенциалов между ними.

Если поле непотенциально, то напряжение зависит от того пути, по которому перемещается заряд между точками. Непотенциальные силы, называются сторонними, действуют внутри любого источника постоянного тока (генератора, аккумулятора, гальванического элемента и др.). Под напряжением на зажимах источника тока всегда понимают работу электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль пути, лежащего вне источника; в этом случае Э. н. равно разности потенциалов на зажимах источника и определяется Ома законом: U = IR≈E, где I ≈ сила тока, R ≈ внутреннее сопротивление источника, а E ≈ его электродвижущая сила (эдс). При разомкнутой цепи (I = 0) напряжение по модулю равно эдс источника. Поэтому эдс источника часто определяют как Э. н. на его зажимах при разомкнутой цепи.

В случае переменного тока Э. н. обычно характеризуется действующим (эффективным) значением, которое представляет собой среднеквадратичное за период значение напряжения. Напряжение на зажимах источника переменного тока или катушки индуктивности измеряется работой электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль пути, лежащего вне источника или катушки. Вихревое (непотенциальное) электрическое поле на этом пути практически отсутствует, и напряжение равно разности потенциалов. Э. н. обычно измеряют вольтметром . Единица Э. н. в Международной системе единиц ≈ вольт .

Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976, гл. 3 и 6; Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики), гл. 3, 7, 21.

Г. Я. Мякишев.

xn--b1algemdcsb.xn--p1ai

• 
  Реактивное и активное напряжение
• 
  В трехфазную четырехпроводную сеть с линейным напряжением
• 
  Какое напряжение на уличных столбах
• 
  Увеличить напряжение с помощью конденсаторов
• 
  Физическое напряжение
• 
  Номинальное напряжение как найти
• 
  Напряжение трансформатор
• 
  Напряжение полное
• 
  Емкость конденсатора через напряжение формула
• 
  Напряжение и напряженность электрического поля
• 
  Напряжение на параллельном участке цепи