Закон Ома (для повного кола). Максимально припустимий (номінальний) струм у проводі. Синусоїдальний змінний струм.

Закон Ома для повного кола: Сила струму в колі прямо пропорційна електрорушійній силі джерела і обернено пропорційна опору всього кола:

I = E / (R + R₀)

Е — електрорушійна сила джерела .

Електрорушійною силою джерела називається величина , яка виміряється відношенням роботи , здійсніюваємої джерелом струму при переміщенні заряда по замкнутому колу , до величини заряда (Е = А / q ).

R — опір зовнішньої частини кола ;

R₀ — опір внутрішньої частини кола (опір джерела).

Електри́чне ко́ло — сукупність сполучених між собою провідниками резисторів, конденсаторів, котушок індуктивності, джерел струму й напруги, перемикачів тощо, через яку може проходити електричний струм. Ці пристрої виконують в колі певні функції і називаються елементами кола.

Всі елементи електричного кола умовно можна розділити на активні і пасивні . Активним називається елемент, що містить в своїй структурі джерело електричної енергії. До пасивних відносяться елементи, в яких розсіюється (резистори) або накопичується (котушка індуктивності і конденсатори) енергія.

Лінійними електричними колами називаються кола, які складаються тільки з лінійних елементів. Лінійним елементом називається елемент кола, опір якого залишається постійним незалежно від сили струму в ньому і від величини напруги на його затисках .

Електричне коло це – поєднання слідуючих елементів: джерел електричної енергії (генераторів) електричних приймачів (споживачів);пристроїв, які поєднують джерела електричної енергії. Крім основних елементів в електричне коло входять різні допоміжні елементи для управління, контролю, захисту, регулювання і таке інше.

Режим роботи, при якому дійсні струми, напруги і потужності елементів електричного кола відповідають їх номінальним величинам, називається номінальним.

Джерела і приймачі електренергії, пристрої, які зв"язують джерела з приймачами, а також допоміжні апарати і прилади характеризуються номінальними величинами струму Ін , напруги Uн , потужності Рн і т. п. на які ці пристрої розраховані заводами — виготовниками для нормальної роботи.

Номінальні величини вказуються в паспорті пристрою.

Відхилення від номінального режиму небажані, а перевищення номінальних величин, в більшості випадків, неприпустимі, так як при цьому не можуть бути гарантовані розрахункові тривалість і економічність роботи електричних пристроїв і установок.

Номінальна напруга — основний параметр електроустановки. Вона впливає на вибір необхідної електричної ізоляції і на конструктивне виконання елементів електроустаткування.

Значення номінальних струмів електричних пристроїв, в більшості випадків, лімітується гранично допустимими температурами нагріву цих пристроїв. Тривале проходження струму, вище номінального, може визвати неприпустиме збільшення температури і як наслідок —передчасний вихід електричного пристрою із ладу.

Номінальні значення струму Ін і напруги Uн разом визначають важливий параметр будь-якого електричного пристрою — номінальну потужність.

Електрична енергія від джерел до споживача передається по проводам (двопроводна лінія). При невеликій довжині лінії опором проводів лінії можна знехтувати. При великій довжині проводів (десятки метрів і більше) опором проводів не можна нехтувати, так як при проходжені струму в них буде помітне падіння напруги.

При зміні опору приймача Rп, і тим самим струму в колі (навантаженні), вiд нуля до найбільш допустимого, пропорційно струму змінюється і втрата напруги. Допустима втрата напруги ∆U дорівнює допустимому коливанні напруги на приймачах енергії, яка для ламп розжарювання складає 1…2 % , а для двигунів — 2…5 % від номінальної напруги приймачів.

Змінний струм довгий час не знаходив практичного використання. Це було пов'язано з тим, що перші генератори електричної енергії виробляли постійний струм, який сповна задовольняв технологічним процесам електрохімії, а двигуни постійного струму володіють хорошими регулювальними характеристиками. Проте у міру розвитку виробництва постійний струм все менш став задовольняти зростаючим вимогам економічного електропостачання. Змінний струм дав можливість ефективного дроблення електричної енергії і зміни величини напруги за допомогою трансформаторів. З'явилася можливість виробництва електроенергії на великих електростанціях з подальшим економічним її розподілом споживачам, збільшився радіус електропостачання.

Струм, який змінюється в часі за величиною та напрямом, називається змінним. Значення струму в даний момент часу називають миттєвим значенням. Кожному моментові часу відповідає певне за величиною і напрямом значення змінного струму.

Змінний струм, миттєве значення якого повторюється через рівні проміжки часу, називається періодичним, а найменший проміжок часу, через який відбувається повторення, називається періодом змінного струму. Серед періодичних змінних струмів найбільше поширення має гармонічний струм, тобто такий, що є синусоїдною функцією часу. Закон зміни такого струму можна представити функцією: I = I m sin(ωt + ψi), де Im — амплітуда, ω = 2πf — циклічна частота, ψi — початкова фаза.

Постійний струм, можна розглядати як частковий випадок змінного струму (частота f = 0, а період Т = ∞).

Діапазон частот змінних струмів, які використовуються в техніці, складає від долей герц до мегагерц. Промислова частота становить 50 Гц (Україна, країни Європи і ін.) та 60 Гц (США, Японія і ін). Аналогічно до струму синусоїдними функціями є напруга та ЕРС.

В даний час центральне виробництво і розподіл електричної енергії здійснюється, в основному, на змінному струмі.

Перерахуйте елементи електричного кола

Чи є щось спільне між постійним струмом та змінним струмом? Якщо так, то що?

Для чого знати номінальне значення струму? Де можна взнати номінальне значення для приладу?

Яка промислова частота для нашої країни?