Enosmerni tok — splošni pojmi, definicija, merska enota, oznaka, parametri

DC — električni tok, ki se ne spreminja v času in smeri. per trenutna smer prevzamejo smer gibanja pozitivno nabitih delcev. V primeru, da tok nastane zaradi gibanja negativno nabitih delcev, velja, da je njegova smer nasprotna smeri gibanja delcev.

Strogo gledano je treba "enosmerni električni tok" razumeti kot "konstanten električni tok" v skladu z matematičnim konceptom "konstantne vrednosti". Toda v elektrotehniki je bil ta izraz uveden v pomenu "električnega toka, ki je konstanten v smeri in skoraj konstanten v velikosti."

Z "praktično konstantnim električnim tokom" je mišljen tok, katerega spremembe s časom so tako nepomembne po velikosti, da je mogoče te spremembe pri upoštevanju pojavov v električnem krogu, skozi katerega teče tak električni tok, popolnoma zanemariti in zato , ni mogoče prezreti niti induktivnosti niti kapacitivnosti vezja.

Najpogosteje viri enosmernega toka - galvanski členi, baterije, DC generatorji in usmerniki.

V elektrotehniki se za pridobivanje enosmernega toka uporabljajo kontaktni pojavi, kemijski procesi (primarne celice in baterije), elektromagnetno vodenje (generatorji električnih strojev). Pogosto se uporablja tudi usmerjanje izmeničnega toka ali napetosti.

Iz vseh virov e. itd. c) kemični in termoelektrični viri ter tako imenovani unipolarni stroji so idealni viri enosmernega toka. Preostale naprave dajejo pulzirajoči tok, ki se s pomočjo posebnih naprav v večji ali manjši meri zgladi in le približuje idealnemu enosmernemu toku.

Za količinsko opredelitev toka v električnem tokokrogu se uporablja koncept amperaže.

Amperaža je količina električne energije Q, ki teče skozi presek žice na časovno enoto.

Če se je v času I količina elektrike Q premaknila skozi presek žice, potem je jakost toka I = Q /T

Merska enota za tok je amper (A).

Gostota toka To je razmerje med tokom I in površino prečnega prereza F vodnika — I / F. (12)

Merska enota gostote toka je amper na kvadratni milimeter (A / mm)2).

V sklenjenem električnem tokokrogu nastane enosmerni tok pod vplivom vira električne energije, ki ustvarja in vzdržuje potencialno razliko na svojih sponkah, merjeno v voltih (V).

Razmerje med potencialno razliko (napetostjo) na sponkah električnega tokokroga, uporom in tokom v tokokrogu je izraženo z Ohmovim zakonom ... Po tem zakonu je za odsek homogenega tokokroga jakost toka je neposredno sorazmeren z vrednostjo uporabljene napetosti in obratno sorazmeren z uporom I = U /R,

kjer I — amperaža. A, U - napetost na sponkah vezja B, R - upor, ohmov

To je najpomembnejši zakon elektrotehnike. Za več podrobnosti glejte tukaj: Ohmov zakon za odsek vezja

Delo, ki ga opravi električni tok na časovno enoto (sekundo), se imenuje moč in je označeno s črko P. Ta vrednost označuje intenzivnost dela, ki ga opravi tok.

Moč P = W / t = UI

Napajalna enota - vati (W).

Izraz za jakost električnega toka se lahko preoblikuje tako, da se na podlagi Ohmovega zakona nadomesti produkt napetosti U IR. Kot rezultat dobimo tri izraze za moč električnega toka P = UI = I2R = U2/ R

Zelo praktičnega pomena je dejstvo, da lahko dobimo enako moč električnega toka pri nizki napetosti in veliki amperaži ali pri visoki napetosti in nizki amperaži. To načelo se uporablja pri prenosu električne energije na daljavo.

Tok, ki teče skozi žico, ustvarja toploto in jo segreva. Količina toplote Q, ki se sprosti v prevodniku, je določena s formulo Q = Az2Rt.

Ta odvisnost se imenuje Joule-Lenzov zakon.

Poglej tudi: Osnovni zakoni elektrotehnike

Na podlagi Ohmovih in Joule-Lenzovih zakonov lahko analizirate nevaren pojav, ki se pogosto pojavi, ko so žice med seboj neposredno povezane in dovajajo električni tok bremenu (električni sprejemnik). Ta pojav se imenuje kratek stik, saj začne tok teči po krajši poti mimo bremena. Ta način je zasilni.

Na sliki je prikazana shema za priključitev EL žarnice z žarilno nitko na električno omrežje. Če je upor žarnice R 500 ohmov in omrežna napetost U = 220 V, bo tok v tokokrogu žarnice A = 220/500 = 0,44 A.

Diagram, ki pojasnjuje pojav kratkega stika

Razmislite o primeru, ko so žice na žarnico povezane z zelo nizkim uporom (Rst - 0,01 Ohm), na primer z debelo kovinsko palico. V tem primeru se bo tok vezja, ki se približuje točki A, razvejal v dve smeri: večina bo sledila poti nizkega upora - vzdolž kovinske palice, majhen del toka Azln - po poti visokega upora - do žarnica z žarilno nitko.

Določite tok, ki teče skozi kovinsko palico: I = 220 / 0,01 = 22.000 A.

V primeru kratkega stika (kratkega stika) bo omrežna napetost manjša od 220 V, ker bo velik tok v tokokrogu povzročil veliko izgubo napetosti, tok, ki teče skozi kovinsko palico, pa bo nekoliko manjši, vendar vendar bo presegla prej porabljeno žarnico z žarilno nitko.

Kot veste, v skladu z zakonom Joule-Lenz tok, ki teče skozi žice, oddaja toploto in žice se segrejejo. V našem primeru je površina prečnega prereza žic zasnovana za majhen tok 0,44 A.

Ko so žice povezane na krajši način, mimo bremena, bo skozi tokokrog stekel zelo velik tok - 22000 A. Takšen tok bo povzročil sproščanje velike količine toplote, kar bo povzročilo zoglenitev in vžig izolacija, taljenje materiala žice, poškodbe električnih števcev, taljenje zaradi stika stikal, nožnega lomilca itd.

Vir električne energije, ki napaja takšno vezje, se lahko poškoduje. Pregrevanje žic lahko povzroči požar. Posledično je treba med namestitvijo in delovanjem električnih instalacij, da bi preprečili nepopravljive posledice kratkega stika, upoštevati naslednje pogoje: izolacija žic mora ustrezati omrežni napetosti in delovnim pogojem.

Prečni prerez žic mora biti takšen, da njihovo segrevanje pri normalni obremenitvi ne doseže nevarne vrednosti. Priključne točke in odcepi žice morajo biti kakovostni in dobro izolirani. Notranje žice morajo biti položene tako, da so zaščitene pred mehanskimi in kemičnimi poškodbami ter pred vlago.

Da bi preprečili nenadno, nevarno povečanje toka v električnem tokokrogu med kratkim stikom, je ta zaščiten z varovalkami ali odklopniki.

Bistvena pomanjkljivost enosmernega toka je, da je njegovo napetost težko povečati. To otežuje stalni prenos električne energije na velike razdalje.

Poglej tudi: Kaj je izmenični tok in kako se razlikuje od enosmernega