Предыдущий разделБиблиотекаОглавлениеСледующий раздел

18.1. Электрический ток

Электрический ток представляет собой направленное под действием внешней силы движение электрических зарядов.

Проводниками называются материалы, по которым может свободно проходить ток; к числу проводников относятся все металлы (особенно серебро, медь и алюминий), уголь, водные растворы кислот, щелочей и солей.

Изоляторами (или диэлектриками) называются материалы, оказывающие току огромное сопротивление (резина, эбонит, слюда, фибра, парафин, пластмассы и др.); практически можно считать, что они не пропускают ток.

Электрический ток является одним из основных видов энергии и получается путем преобразования других видов энергии, чаще всего механической и химической.

Так, электрический ток может быть получен при вращении замкнутого проводника между магнитными полюсами; затрачиваемая на это вращение механическая энергия превращается в электрическую (на этом свойстве основано устройство генераторов тока).

Примером превращения химической энергии в электрическую может служить процесс, происходящий в гальваническом элементе, состоящем из двух электродов, погруженных в электролит (кислотный или щелочный раствор); в качестве одного электрода применяется чаще цинк, а другого - уголь или медь. Вследствие химического взаимодействия электролита с электродами возникает электрический ток, как только оба электрода окажутся соединенными проводником.

Электрическая же энергия может быть превращена в механическую или химическую. Так, например, когда по обмоткам электродвигателя проходит ток, вал его вращается и приводит в движение соединенные с ним механизмы; электрический ток, пропущенный через воду, разлагает ее на составные части (кислород и водород).

В каждой электрической установке имеются:

а) источники тока;

б) потребители, т.е. приборы, лампы накаливания и др., питаемые током;

в) распределительная аппаратура, т.е.:

     - выключатели для включения и отключения потребителей от источника тока;

     - контрольно-измерительные приборы для определения величины напряжения или тока во внешней цепи;

     - предохранители проводов от чрезмерного нагрева током при неисправности в проводке (короткое замыкание).

Источники тока, потребители и все приборы соединяются между собой посредством проводников или проводов.

Источниками тока для питания всех потребителей, установленных на автомобиле, служат генератор (динамомашина) постоянного тока и аккумуляторная батарея.

В каждом источнике постоянного тока, т.е. тока, идущего все время в одном направлении, различают два полюса: положительный (обозначается знаком +) и отрицательный (обозначается знаком -). Условно принято считать, что ток направляется от источника к потребителям от положительного полюса, а возвращается в источник тока через отрицательный полюс (в действительности электрические заряды движутся в противоположном направлении).

Совокупность проводников, по которым течет ток, называется электрической цепью. Часть цепи, присоединяемая к полюсам источника тока, называется внешней цепью в отличие от внутренней цепи самого источника тока.

Различают параллельное и последовательное соединение потребителей и источников тока.

При последовательном соединении потребителей (рис. 99, а) один и тот же ток проходит через все приборы; при параллельном соединении (рис. 99, б) ток разветвляется на несколько параллельных ветвей соответственно числу включенных потребителей.

Схемы соединения потребителей тока
Рис. 99 - Схемы соединения потребителей тока:
а - последовательное соединение; б - параллельное соединение.

При последовательном соединении источников тока (например, аккумуляторов) в батареи положительный полюс одного аккумулятора соединяется с отрицательным полюсом следующего аккумулятора (рис. 100, а). При параллельном соединении источников тока в одну ветвь включены положительные полюсы всех аккумуляторов, а в другую - отрицательные полюсы (рис. 100, б).

Схемы соединения аккумуляторов
Рис. 100 - Схемы соединения аккумуляторов:
а - последовательное соединение; б - параллельное соединение.

Для того чтобы получить замкнутую цепь, источники тока должны быть соединены с потребителями двумя проводами. На автомобилях применяется однопроводная система с целью уменьшить число проводов и упростить соединение приборов.

При двухпроводной системе от главных щеток генератора Г (рис. 101, а) идут два провода к аккумуляторной батарее АБ и к потребителям, в данном случае к лампам накаливания Л. По одному проводу ток подводится к батарее и к лампам накаливания, по другому возвращается в генератор (параллельное соединение).

Схема электрического соединения приборов
Рис. 101 - Схема электрического соединения приборов:
а - двухпроводная система; б - однопроводная система; АБ - аккумуляторная батарея; Г - генератор; Л - лампы накаливания.

При однопроводной системе (рис. 101, б) вторым проводом служат металлические части автомобиля (масса); в этом случае одна из щеток генератора (чаще, всего положительная) и такой же полюс батареи соединяются с массой автомобиля, заменяющей собой нижний провод на рис. 101, а.

Причина, вызывающая перемещение электрических зарядов в замкнутой цепи, называется электродвижущей силой (или сокращенно ЭДС).

ЭДС источника тока расходуется на преодоление электрическим током сопротивления внутренней и внешней цепей. Та часть ЭДС, которая затрачивается на преодоление сопротивления внешней цепи, называется напряжением.

Напряжение (а также ЭДС) измеряется в вольтах (в) при помощи прибора, называемого вольтметром.

Напряжение на полюсах источника тока зависит от величины отбираемого тока ("от нагрузки"), оно всегда меньше электродвижущей силы источника.

Количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени, называется силой тока или просто током. Ток измеряется в амперах (а) при помощи амперметра.

При движений электрического тока по проводнику последний оказывает ему сопротивление. Единицеи сопротивления является ом.

Величина тока, текущего по внешней цепи, зависит от напряжения источника тока и сопротивления, оказываемого этой цепью. Если напряжение источника электрической энергии не изменяется по величине, а сопротивление цепи уменьшается, ток в цепи будет возрастать, и, наоборот, при увеличении сопротивления ток в цепи будет уменьшаться.

При неизменном сопротивлении цепи и увеличении напряжения источника электрической энергии ток в цепи будет увеличиваться, а при снижении напряжения уменьшаться.

Зависимость между напряжением, сопротивлением и током выражается следующими формулами:

ток = напряжение / сопротивление, или амперы = вольтам / омы;


сопротивление = напряжению / ток, или омы = вольтам / амперы;


напряжение = току * сопротивление, или вольты = амперам * омы.

Если на каком-либо участке электрической цепи провода (или провод и масса) окажутся соединенными проводником с малым сопротивлением или непосредственно между собой (как показано пунктирными стрелками на рис. 101), то ток в цепи достигнет очень большой величины. Такое соединение называется коротким замыканием; оно причиняет большой вред источникам тока (они перегружаются) и проводам (они сильно нагреваются).

Мощность тока, т.е. количество работы, совершаемой в единицу времени, выражается произведением напряжения (в вольтах) на величину тока (в амперах). За единицу мощности принят 1 ватт (вт) (736 вт = 75 кгм в 1 сек., или 1 л. с).


Предыдущий разделБиблиотекаОглавлениеСледующий раздел

© 2010-2017 Algid.net. Все права защищены. Разработка: Дмитрий Ковалев.