Galvenie elektriskie lielumi ir spriegums, pretestība, strāva un jauda

Elektrotehnikā nav jēgas vienkārši teikt “elektrība”. Šeit vienmēr ir jāprecizē, par ko tieši tiek runāts. Mēs varam nozīmēt kondensatora elektrisko lādiņu, spriegumu kontaktligzdā, strāvu, kas plūst caur vadiem, vai, piemēram, jaudu, ko mēnesī mūsu dzīvoklī elektriskais skaitītājs ievaino.

Jebkurā gadījumā nav tāda daudzuma kā elektrība, ir tāds daudzums “elektrības daudzums”, pareizi saukts par elektrisko lādiņu, kurš tiek mērīts kulonos. Tas ir elektriskais lādiņš - tas pārvietojas gar vadiem, uzkrājas uz kondensatora plāksnēm, periodiski atrodas kontaktligzdas spailēs (minimums - uz fāzes stieples), pārvietojas strāvas veidā, kad elektriskais tīkls veic darbu. Galvenie elektriskie daudzumi kaut kādā veidā ir saistīti ar lādiņu. Mēs šodien runāsim par šīm vērtībām.

Spriegums

Starp diviem ķēdes punktiem mēra spriegumu U. Lai slēgtā ķēdē sāktu darboties stabils maiņstrāvas vai pastāvīgs spriegums, ir nepieciešams strāvas avots, kas var nodrošināt šī sprieguma uzturēšanu ķēdes galos. Šis avots kalpos kā EML avots - elektromotora spēks, kuru tāpat kā spriegumu mēra voltos.

Ja šāds avots ir savienots ar slēgtu ķēdi, tad, pirmkārt, spriegums būs starp avota spailēm, tas ir, ķēdes galos, un, otrkārt, šīs ķēdes visu sekciju galos, ja tas ir nosacīti sadalīts daļās.

Katrā laika posmā elektriskajam spriegumam, kas iedarbojas uz noteiktu ķēdes sadaļu, var būt atšķirīga vērtība nekā iepriekšējā brīdī, ja ķēdi darbina mainīgs EMF avots, vai tāda pati vērtība, ja tas ir nemainīgs EMF avots, un attiecīgi ķēde, ir līdzstrāvas ķēde.

Spriegums līdzstrāvas ķēdes galos ir līdzīgs augstuma starpībai kalna pusē, un lādiņš šajos apstākļos ir kā ūdens, kas pacelts līdz augstumam, tikai attiecībā uz elektrisko lauku šo atšķirību sauc par (elektrisko) potenciālu starpību, jo par gravitācijas lauku nav runas.

Potenciālā atšķirība starp diviem punktiem ir 1 volts. Ja 1 kulona lādiņu pārvieto no viena punkta uz otru, darbs pie tā jāveic 1 džoula apjomā. Volt ir vienāds arī ar elektrisko spriegumu, kas izraisa līdzstrāvu 1 ampēru elektriskajā ķēdē ar 1 vata jaudu, bet par to vēlāk.

Pašreizējais

Ja ķēdes (diriģenta) sekcijas galos ir elektriskais spriegums, tas ir, kad ir atšķirības elektriskajos potenciālos, tas nozīmē, ka elektriskajā laukā darbojas diriģents (visā aplūkojamās sekcijas garumā). Elektriskais lauks spēcīgi iedarbojas uz lādētām daļiņām.

Piemēram, metālos brīvie elektroni ir negatīvas lādiņas nesēji un var nonākt translatīvā kustībā, ja pēkšņi nonāk ārējā elektriskā laukā, kura avots šajā gadījumā ir emf. Kad elektroni nonāk kustībā elektriskā lauka ietekmē, tie kļūst par kustīgu lādiņu, tas ir, ar elektrisko strāvu I.

Uzlādes daudzumu mēra kulonos, un strāva raksturo lādiņa kustības ātrumu caur diriģenta šķērsgriezumu (uz laika vienību). Ja viena kulona elektriskais lādiņš caur diriģenta šķērsgriezumu iziet vienā sekundē, strāva vadītājā ir 1 ampērs. Pēc analoģijas ar ūdeni - jo vairāk ūdens caur cauruli šķērso sekundē, jo lielāka ir strāva.

Pretestība

Elektriskā sprieguma ietekmē lādiņš pārvietojas pa diriģenta šķērsgriezumu, veidojot strāvu, bet tas nekustas netraucēti. Kopš mēs sākām apsvērt metāla diriģentu, mēs to turpināsim.

Elektroni vadītājā, kas pārvietojas elektriskā lauka ietekmē, iekļūst šķēršļos vadītāja iekšienē - kristāla režģa atomos, kā arī viens otram, pateicoties elektronu kustības haotiskajam (termiskajam) komponentam un atomu vibrācijām.

Šie šķēršļi nodrošina sava veida pretestību, palēnina elektronus, samazina strāvu salīdzinājumā ar to, cik daudz tā varētu attīstīties, ja šādu šķēršļu nebūtu. Bet šāda veida pretestība R reālos vadītājos (shēmās) vienmēr ir.

Šo vērtību elektrotehnikā sauc par elektrisko pretestību. Elektrisko pretestību mēra omi. Viens oms ir vienāds ar elektriskās ķēdes sekcijas elektrisko pretestību, starp kuras galiem plūst līdzstrāva ar 1 ampēru ar spriegumu 1 volts galos.

Jo lielāka pretestība, kas raksturo konkrēto vadītāju, jo mazāka ir strāva ar tādu pašu spriegumu šī vadītāja galos. Šo atkarību sauc par Ohmas likumu elektriskās ķēdes sadaļai: strāvas stiprums ķēdes sadaļā ir tieši proporcionāls spriegumam šīs sadaļas galos un apgriezti proporcionāls noteiktas ķēdes sadaļas elektriskajai pretestībai.

Jauda

Runājot par elektrisko ķēdi, spriegumu, pretestību un strāvu, nevar tikai beigt galveno elektrisko daudzumu tēmu ar stāstu par elektrisko jaudu P. Kad ir izveidota strāva un spriegumā turpina plūst ķēdē, emf avots veic darbu A uz ķēdes.

Faktiski darbu veic elektriskais lauks ar elektrisko lādiņu, kas pārvietojas šajā laukā. Perfekta darba apjoms ir atkarīgs no iespējamās atšķirības, kuru lādiņš ir pārvarējis, un no šīs maksas lieluma. Jo ātrāk tika veikts darbs, jo lielāka bija procesa jauda.

Strāvas gadījumā mēs parasti runājam par avota jaudu, kas veica darbu, kā arī par patērētāja (ķēdes) jaudu. Noderīgam darbam iztērēto elektroenerģiju mēra vatos. Jebkuram enerģijas veidam, ne tikai elektroenerģijai, 1 vatu definē kā jaudu, ar kuru 1 sekundes laikā tiek veikts 1 darba džouls.