Вона введена для енергетичної характеристики електричного поля або електричного кола і вона характеризує здатність поля виконувати роботу при переміщенні заряджених частинок між точками простору. Електрична напруга між двома точками електричного кола або електричного поля чисельно дорівнює роботі електричного поля по переміщенню одиничного позитивного заряду із точки а в точку b. У загальному випадку напруга дорівнює відношенню роботи А, яку виконує поле, переміщуючи заряд q із даної точки в іншу точку, до самого заряду, тобто UаЬ = А/q. У потенціальному електричному полі (електростатичне поле) ця робота не залежить від шляху переміщення заряду. У такому разі електрична напруга між двома точками дорівнює різниці потенціалів між ними, тобто UаЬ = φa - φb.
Сторонні сили приводять до руху електричні заряди всередині генераторів, гальванічних елементів та інших джерел струму. ЕРС Е (тут Е не треба плутати з позначенням напруженості електричного поля) чисельно дорівнює роботі, яка виконується силами стороннього електричного поля (неелектростатичного) при перенесенні уздовж замкненого контура електричного кола одиниці позитивного електричного заряду, або, в загальному випадку, ЕРС дорівнює відношенню роботи А, яку виконують сторонні сили, переміщуючи заряд q уздовж замкненого провідникового контура, до самого заряду, тобто Е = А/q. З іншого боку ЕРС джерела напруги дорівнює різниці потенціалів або напрузі на його електродах (полюсах) при розімкненому зовнішньому колі, тобто при відсутності електричного струму в джерелі.
Визначення та позначення магнітних та електричних величин регламентуються стандартами різного рівня. Так, у межах України такі державні стандарти, як: «ДСТУ 2843-94 Електротехніка. Основні поняття. Терміни та визначення»; «ДСТУ 2815-94 Електричні кола й магнітні кола та пристрої. Терміни та визначення»; «ДСТУ 3120-95. Електротехніка. Літерні позначення основних величин», можна вважати загальними для галузі електротехніки. Але, на жаль, ці стандарти не є досконалими, тому в навчально-методичній літературі зараз іще застосовуються визначення і позначення, які відрізняються від стандартизованих. Усього в галузі електротехніки та за окремими її напрямами існують десятки різних стандартів, яких треба додержуватися.
Взаємодія та взаємовідношення величин, що описують електромагнітні процеси в електротехнічних пристроях, регулюється законами електромагнетизму. Зважаючи на те, що в даному посібнику регулярно доводиться посилатися на ці закони, наведемо їх у формі, в якій ними прийнято оперувати в курсі «Електротехніка й електромеханіка». При цьому зауважимо, що закони формулюються, головним чином, стосовно понять постійного струму, як це прийнято в курсі фізики. У подальшому ці закони отримують і більш поширене тлумачення.
2. Закони електромагнетизму
Закон Ома (за рис. 1) має наступні варіанти:
Рис. 1.
а) сила струму І прямо пропорційна напрузі U і обернено пропорційна електричному опору R ділянки кола:
б) сила струму в електричному колі прямо пропорційна ЕРС джерела електроенергії й обернено пропорційна сумі електричних опорів зовнішньої і внутрішньої ділянок:
в) узагальнений закон Ома для ділянки кола (знак «-» у разі зміни напрямку напруги):
Закони Кірхгофа:
1 закон - алгебраїчна сума струмів віток, що сходяться у вузлі електричного кола, дорівнює нулю, тобто:
де m - кількість віток у даному вузлі.
Або, наприклад, обираючи напрямок до вузла позитивним, маємо для випадку на рис. 2:
Рис. 2.
2 закон - алгебраїчна сума спадів напруг у вітках замкненого контура електричного кола дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС, що знаходяться в цьому контурі, тобто:
де n, q - кількості пасивних елементів і джерел ЕРС у даному контурі.
Або, для прикладу, обираючи вказаний на рис. 3 напрямок обходу:
Рис. 3
3. Основні поняття про електричні кола
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.