Закон Ома. Oснова расчетов в цепях электропроводки.

Закон Ома. Oснова расчетов в цепях электропроводки.

Хорошо известный всем закон Ома устанавливает связь между напряжением, сопротивлением и током в участке электрической цепи. Согласно ему: величина тока (I), протекающего через участок цепи с известным сопротивлением (R), зависит от разности потенциалов (U) между концами этого участка и численно равна отношению разности потенциалов между концами участка к величине сопротивления этого участка:

I = U/R.

В замкнутой электрической цепи электродвижущая сила (Е) равна сумме напряжений на отдельных участках цепи, следовательно, на основании закона Ома общее сопротивление этой цепи:

R = E/I

Общее сопротивление складывается из внутреннего сопротивления источника электроэнергии и сопротивления внешней цепи. Обычно внутреннее сопротивление (rвн) имеет относительно малую величину, а сопротивление всей внешней цепи (rвш) относительно большое.

Таким образом, согласно закону Ома в замкнутой цепи ток равен:

I= Е/(rвн + rвш)

и, следовательно, Е = rвн I + rвш I.

А так как напряжение на зажимах источника равно:

U = rвш I  то U = E - rвн I.

Т. е. напряжение на выходных зажимах источника электроэнергии, при протекании в замкнутой цепи тока, меньше электродвижущей силы источника электроэнергии на величину внутреннего падения напряжения в источнике. Произведем теперь некоторые практически важные расчеты с использованием введенных величин и закона Ома.

Переменный электрический ток

Все, о чем говорилось до сих пор, касалось, в первую очередь, электрических цепей, в которых на протяжении всего времени ток протекает только в одном направлении. Отметим попутно, что исторически в электротехнике за направление тока было выбрано направление противоположное тому направлению, вдоль которого движутся электроны.

Вместе с тем, в настоящее время, благодаря ряду преимуществ, наибольшее практическое применение имеет переменный ток. Он представляет собой периодически изменяющееся по направлению движение электронов в электрической цепи. Через определенный (постоянный) промежуток времени, называемый периодом, эти изменения тока повторяются. Число периодов в секунду называется частотой, и она измеряется в герцах (Гц). У нас в стране и в большинстве стран мира стандартная частота применяемого переменного тока составляет 50 Гц. Это значит, что генерируемая генераторами переменного тока на электростанциях электродвижущая сила (и связанные с ней напряжение и ток в цепи потребителя), изменяясь по синусоидальному закону, приобретают свои максимальные (амплитудные) значения 50 раз при одном направлении тока и 50 — при другом, и 100 раз проходят через его нулевое значение.

Внимание! В некоторых странах электрические сети работают с частотой 60 Гц (например, в США). Поэтому обращайте внимание на маркировку иностранных электроприборов.