Какой элемент электрической цепи раньше называли сопротивлением
Перейти к содержимому

Какой элемент электрической цепи раньше называли сопротивлением

  • автор:

Сопротивление электрическое

1) Величина, характеризующая противодействие электрической цепи (или ее участка) электрическому току.

При постоянном токе электрическое сопротивление цепи R можно определить в соответствии с законом Ома. Электрическое сопротивление цепи равно отношению приложенного к ней напряженияU к силе токаI, протекающего в ней (при отсутствии в цепи других источников тока или электродвижущей силы).

Такое сопротивление называют омическим или активным сопротивлением. Активное сопротивление элемента электрической цепи зависит как от формы элемента и его размеров, так и от материала, из которого он изготовлен. Для однородного по составу элемента с удельным сопротивлением, изготовленным в виде бруска, пластины, трубки или проволоки при постоянном его сечении S и длине l, электрическое сопротивление

При очень низких температурах электрическое сопротивление некоторых веществ падает до нуля (см. Сверхпроводники).

Электрическое активное сопротивление обусловлено преобразованием электрической энергии в другие виды энергии (преимущественно в теплоту). Такое преобразование в активных сопротивлениях носит необратимый характер.

Величина электрического сопротивления зависит от температуры. Характер температурной зависимости определяется природой вещества, т. е. механизмом проводимости. Сопротивление металлов при повышении температуры возрастает, а полупроводников и электролитов — падает.

В СИ единицей электрического сопротивления проводников является ом (Ом). Сопротивлением в 1 Ом обладает такой участок цепи, в котором при напряжении 1 В возникает ток силой 1 А.

Электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии электрическому или магнитному полю (и обратно), называется реактивным сопротивлением. В цепи переменного тока проводник помимо активного сопротивления обладает еще и емкостным сопротивлением и индуктивным сопротивлением.

Электрическое сопротивление измеряют омметрами или измерительными мостами.

2) Структурный элемент электрической цепи, включаемый в цепь для ограничения или регулирования силы тока.

Какой элемент электрической цепи раньше называли «сопротивлением»?

Какой элемент электрической цепи раньше называли

Какой элемент электрической цепи раньше называли «сопротивлением»?

#Сложность: 25 000 руб. #Физика #Кто хочет стать миллионером? #Универ: Прокачай общагу! #Сложность: 200 #Пандарина

Чем регулируется напряжение и ток в электрической цепи?

Чем регулируется напряжение и ток в электрической цепи?

#Универ: Прокачай общагу!

Как называется схема измерений электрического сопротивления при помощи нулевого метода?

Как называется схема измерений электрического сопротивления при помощи нулевого метода?

#Физика #Сложность: 200 #Пандарина

Как сейчас называется остров, который раньше назывался Цейлон?

Как сейчас называется остров, который раньше назывался Цейлон?

#География #Сложность: 20 #Пандарина

На берегу какой реки находится город Йошкар-Ола?

На берегу какой реки находится город Йошкар-Ола?

#Универ: Прокачай общагу!

В каком городе визитной карточкой и своеобразным брендом является торт

В каком городе визитной карточкой и своеобразным брендом является торт «Паутинка»?

#Еда и кулинария #Россия #Сложность: 1500 #Пандарина

На какой отчаянный поступок решился главный герой фильма Тиля Швайгера

На какой отчаянный поступок решился главный герой фильма Тиля Швайгера «Босиком по мостовой» ради того, чтобы воссоединиться со своей возлюбленной?

#Сложность: 400 #Пандарина

В каком виде спорта самой титулованной женской командой Европы является

В каком виде спорта самой титулованной женской командой Европы является «ТТТ Рига»?

#Сложность: 200 #Пандарина

Какой элемент электрической цепи раньше называли «сопротивлением»?

Какой элемент электрической цепи раньше называли «сопротивлением»?

Какой элемент электрической цепи раньше называли «сопротивлением»?

#Универ: Прокачай общагу!

В какой стране придумали игру «Кто хочет стать миллионером?»?

В какой стране придумали игру «Кто хочет стать миллионером?»?

#Сложность: 15 000 руб. #Кто хочет стать миллионером? #Универ: Прокачай общагу!

Какой город является родиной игры «Кто хочет стать миллионером»?

Какой город является родиной игры «Кто хочет стать миллионером»?

#Сложность: 50 #Пандарина

В какой стране была придумана телеигра

В какой стране была придумана телеигра «Кто хочет стать миллионером?»?

#Сложность: 20 #Пандарина

Закончите поговорку: «Не та беда, что на двор взошла, . ».

Закончите поговорку: «Не та беда, что на двор взошла, . ».

#Пословицы и поговорки #Сложность: 400 #Пандарина

Какие улицы не упоминаются в песне «Улочки московские» группы «Любэ»?

Какие улицы не упоминаются в песне «Улочки московские» группы «Любэ»?

#Сложность: 100 #Пандарина

У кого, помимо датчан, чиновники из «Стихов о советском паспорте» Владимира Маяковского берут паспорта, не моргнув?

У кого, помимо датчан, чиновники из «Стихов о советском паспорте» Владимира Маяковского берут паспорта, не моргнув?

#Сложность: 50 #Пандарина

Из какого рода были последние сёгуны в Японии?

Из какого рода были последние сёгуны в Японии?

#Сложность: 3000 #Пандарина

Элементы электрических цепей.

Электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах, как правило, достаточно сложны. Однако во многих случаях, их основные характеристики можно описать с помощью таких интегральных понятий, как: напряжение, ток, электродвижущая сила (ЭДС). При таком подходе совокупность электротехнических устройств, состоящую из соответствующим образом соединенных источников и приемников электрической энергии, предназначенных для генерации, передачи, распределения и преобразования электрической энергии и (или) информации, рассматривают как электрическую цепь . Электрическая цепь состоит из отдельных частей (объектов), выполняющих определенные функции и называемых элементами цепи . Основными элементами цепи являются источники и приемники электрической энергии (сигналов). Электротехнические устройства, производящие электрическую энергию, называются генераторами или источниками электрической энергии , а устройства, потребляющие ее – приемниками (потребителями) электрической энергии.

У каждого элемента цепи можно выделить определенное число зажимов ( полюсов ), с помощью которых он соединяется с другими элементами. Различают двух –и многополюсные элементы. Двухполюсники имеют два зажима. К ним относятся источники энергии (за исключением управляемых и многофазных), резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы. Многополюсные элементы – это, например, триоды, трансформаторы, усилители и т.д.

Все элементы электрической цепи условно можно разделить на активные и пассивные . Активным называется элемент, содержащий в своей структуре источник электрической энергии. К пассивным относятся элементы, в которых рассеивается (резисторы) или накапливается (катушка индуктивности и конденсаторы) энергия. К основным характеристикам элементов цепи относятся их вольт-амперные, вебер-амперные и кулон-вольтные характеристики, описываемые дифференциальными или (и) алгебраическими уравнениями. Если элементы описываются линейными дифференциальными или алгебраическими уравнениями, то они называются линейными , в противном случае они относятся к классу нелинейных . Строго говоря, все элементы являются нелинейными. Возможность рассмотрения их как линейных, что существенно упрощает математическое описание и анализ процессов, определяется границами изменения характеризующих их переменных и их частот. Коэффициенты, связывающие переменные, их производные и интегралы в этих уравнениях, называются параметрами элемента.

Если параметры элемента не являются функциями пространственных координат, определяющих его геометрические размеры, то он называется элементом с сосредоточенными параметрами . Если элемент описывается уравнениями, в которые входят пространственные переменные, то он относится к классу элементов с распределенными параметрами . Классическим примером последних является линия передачи электроэнергии (длинная линия).

Цепи, содержащие только линейные элементы, называются линейными. Наличие в схеме хотя бы одного нелинейного элемента относит ее к классу нелинейных.

Рассмотрим пассивные элементы цепи, их основные характеристики и параметры.

1. Резистивный элемент (резистор)

Условное графическое изображение резистора приведено на рис. 1,а. Резистор – это пассивный элемент, характеризующийся резистивным сопротивлением. Последнее определяется геометрическими размерами тела и свойствами материала: удельным сопротивлением r (Ом ? м) или обратной величиной – удельной проводимостью (См/м).

В простейшем случае проводника длиной и сечением S его сопротивление определяется выражением

В общем случае определение сопротивления связано с расчетом поля в проводящей среде, разделяющей два электрода.

Основной характеристикой резистивного элемента является зависимость (или ), называемая вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Если зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат (см.рис. 1,б), то резистор называется линейным и описывается соотношением

где — проводимость. При этом R=const.

Нелинейный резистивный элемент, ВАХ которого нелинейна (рис. 1,б), как будет показано в блоке лекций, посвященных нелинейным цепям, характеризуется несколькими параметрами. В частности безынерционному резистору ставятся в соответствие статическое и дифференциальное сопротивления.

2. Индуктивный элемент (катушка индуктивности)

Условное графическое изображение катушки индуктивности приведено на рис. 2,а. Катушка – это пассивный элемент, характеризующийся индуктивностью. Для расчета индуктивности катушки необходимо рассчитать созданное ею магнитное поле.

Индуктивность определяется отношением потокосцепления к току, протекающему по виткам катушки,

В свою очередь потокосцепление равно сумме произведений потока, пронизывающего витки, на число этих витков , где .

Основной характеристикой катушки индуктивности является зависимость , называемая вебер-амперной характеристикой. Для линейных катушек индуктивности зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат (см. рис. 2,б); при этом

Нелинейные свойства катушки индуктивности (см. кривую на рис. 2,б) определяет наличие у нее сердечника из ферромагнитного материала, для которого зависимость магнитной индукции от напряженности поля нелинейна. Без учета явления магнитного гистерезиса нелинейная катушка характеризуется статической и дифференциальной индуктивностями.

3. Емкостный элемент (конденсатор)

Условное графическое изображение конденсатора приведено на рис. 3,а.

Конденсатор – это пассивный элемент, характеризующийся емкостью. Для расчета последней необходимо рассчитать электрическое поле в конденсаторе. Емкость определяется отношением заряда q на обкладках конденсатора к напряжению u между ними

и зависит от геометрии обкладок и свойств диэлектрика, находящегося между ними. Большинство диэлектриков, используемых на практике, линейны, т.е. у них относительная диэлектрическая проницаемость =const. В этом случае зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, (см. рис. 3,б) и

У нелинейных диэлектриков (сегнетоэлектриков) диэлектрическая проницаемость является функцией напряженности поля, что обусловливает нелинейность зависимости (рис. 3,б). В этом случае без учета явления электрического гистерезиса нелинейный конденсатор характеризуется статической и дифференциальной емкостями.

Схемы замещения источников электрической энергии

Свойства источника электрической энергии описываются ВАХ , называемой внешней характеристикой источника. Далее в этом разделе для упрощения анализа и математического описания будут рассматриваться источники постоянного напряжения (тока). Однако все полученные при этом закономерности, понятия и эквивалентные схемы в полной мере распространяются на источники переменного тока. ВАХ источника может быть определена экспериментально на основе схемы, представленной на рис. 4,а. Здесь вольтметр V измеряет напряжение на зажимах 1-2 источника И, а амперметр А – потребляемый от него ток I, величина которого может изменяться с помощью переменного нагрузочного резистора (реостата) R Н .

В общем случае ВАХ источника является нелинейной (кривая 1 на рис. 4,б). Она имеет две характерные точки, которые соответствуют:

а – режиму холостого хода ;

б – режиму короткого замыкания .

Для большинства источников режим короткого замыкания (иногда холостого хода) является недопустимым. Токи и напряжения источника обычно могут изменяться в определенных пределах, ограниченных сверху значениями, соответствующими номинальному режиму (режиму, при котором изготовитель гарантирует наилучшие условия его эксплуатации в отношении экономичности и долговечности срока службы). Это позволяет в ряде случаев для упрощения расчетов аппроксимировать нелинейную ВАХ на рабочем участке m-n (см. рис. 4,б) прямой, положение которой определяется рабочими интервалами изменения напряжения и тока. Следует отметить, что многие источники (гальванические элементы, аккумуляторы) имеют линейные ВАХ.

Прямая 2 на рис. 4,б описывается линейным уравнением

где — напряжение на зажимах источника при отключенной нагрузке (разомкнутом ключе К в схеме на рис. 4,а); — внутреннее сопротивление источника .

Уравнение (1) позволяет составить последовательную схему замещения источника (см. рис. 5,а). На этой схеме символом Е обозначен элемент, называемый идеальным источником ЭДС . Напряжение на зажимах этого элемента не зависит от тока источника, следовательно, ему соответствует ВАХ на рис. 5,б. На основании (1) у такого источника . Отметим, что направления ЭДС и напряжения на зажимах источника противоположны.

Если ВАХ источника линейна, то для определения параметров его схемы замещения необходимо провести замеры напряжения и тока для двух любых режимов его работы.

Существует также параллельная схема замещения источника. Для ее описания разделим левую и правую части соотношения (1) на . В результате получим

где ; — внутренняя проводимость источника .

Уравнению (2) соответствует схема замещения источника на рис. 6,а.

На этой схеме символом J обозначен элемент, называемый идеальным источником тока . Ток в ветви с этим элементом равен и не зависит от напряжения на зажимах источника, следовательно, ему соответствует ВАХ на рис. 6,б. На этом основании с учетом (2) у такого источника , т.е. его внутреннее сопротивление .

Отметим, что в расчетном плане при выполнении условия последовательная и параллельная схемы замещения источника являются эквивалентными. Однако в энергетическом отношении они различны, поскольку в режиме холостого хода для последовательной схемы замещения мощность равна нулю, а для параллельной – нет.

Кроме отмеченных режимов функционирования источника, на практике важное значение имеет согласованный режим работы, при котором нагрузкой RН от источника потребляется максимальная мощность

Условие такого режима

В заключение отметим, что в соответствии с ВАХ на рис. 5,б и 6,б идеальные источники ЭДС и тока являются источниками бесконечно большой мощности.

  1. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
  2. Бессонов Л.А . Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.
  3. Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под общ. ред. К.М.Поливанова. Т.1. К.М.Поливанов. Линейные электрические цепи с сосредоточенными постоянными. –М.: Энергия, 1972. –240 с.
  4. Каплянский А.Е. и др. Теоретические основы электротехники. Изд. 2-е. Учеб. пособие для электротехнических и энергетических специальностей вузов. –М.: Высш. шк., 1972. –448 с.

Контрольные вопросы и задачи

  1. Может ли внешняя характеристик источника проходить через начало координат?
  2. Какой режим (холостой ход или короткое замыкание) является аварийным для источника тока?
  3. В чем заключаются эквивалентность и различие последовательной и параллельной схем замещения источника?
  4. Определить индуктивность L и энергию магнитного поля WМкатушки, если при токе в ней I=20А потокосцепление y =2 Вб. Ответ: L=0,1 Гн; WМ=40 Дж.
  5. Определить емкость С и энергию электрического поля WЭконденсатора, если при напряжении на его обкладках U=400 В заряд конденсатора q=0,2 ? 10-3 Кл. Ответ: С=0,5 мкФ; WЭ=0,04 Дж.
  6. У генератора постоянного тока при токе в нагрузке I1=50Анапряжение на зажимах U1=210 В,а притоке, равном I2=100А, оно снижается до U2=190 В.
  7. Определить параметры последовательной схемы замещения источника и ток короткого замыкания. Ответ:
  8. Вывести соотношения (3) и (4) и определить максимальную мощность, отдаваемую нагрузке, по условиям предыдущей задачи. Ответ:

  • Что такое ИБП
  • Отличие источников
  • Как рассчитать мощность
  • Перед включением ИБП
  • Библиотека ИБП
  • Запрос стоимости ИБП

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *