العاصمة الحالية. الدوائر الكهربائية DC: حساب

التيارات DC تتحرك فياتجاه واضح لجسيم مع تهمة. بطريقة أخرى ، يمكن أن يسمى التيار الكميات مثل التيار أو الجهد ، والتي تكون ثابتة في كل من الاتجاه والقيمة.

النظر في خصائصها والتطبيق وأيضا الدوائر الكهربائية للتيار المباشر. دعونا نجيب عن الأسئلة ، كيف يتم التحقيق في الدائرة الكهربائية ، حيث يتم حسابها لبعض الآخرين.

من زائد إلى ناقص أو العكس؟

في المصدر ، تتحرك الإلكترونات من السالبالقيم إلى زائد. على الرغم من حقيقة أن الجميع يعرف هذا ، فإنه عادة ما يعتبر اتجاه من زائد إلى ناقص. أتسائل لماذا؟ لقد أوضحنا أن هذا حدث تاريخيا. ولكن هل هو حقا كذلك؟ بعد كل شيء ، تم تشكيل هذا "التاريخ" في بعض فترة زمنية تافهة تماما.

في التيار المباشر ، والقوانين الرئيسيةالهندسة الكهربائية: قانون أوم وقوانين كيرشوف. كان التيار يدعى كلفاني سابق ، لأنه تم الحصول عليه نتيجة تفاعل كلفاني. عندما بدأ التيار الكهربائي ينقل إلى المنازل ، كان هناك جدل قاس حول نوع التيار للدخول: ثابت أو متغير. "الحرب" فاز في الثانية ، لأنها كانت أقل تكلفة. من الأسهل بكثير الإرسال عبر مسافات طويلة بسبب التحويل السهل.

كيفية الحصول على تيار مباشر

لكن التيار المباشر لم يختف من الاستخدام. تم العثور على دوائر التيار المستمر الكهربائية ، على سبيل المثال ، في البطاريات.

يتم توليد التيار الكهرومغناطيسيالحث ، وبعد ذلك يتم تصحيح جامع. ينتج هذا التفاعل مولدًا ، حيث يتم أيضًا إنتاج تيار مباشر. يمكن تحويل دوائر التيار المستمر الكهربائية من دوائر متغيرة من خلال المحولات والمعدلات.

نطاق التطبيق

تطبيق هذا النوع هو واسع جدا. في معظم الأجهزة المنزلية ، على سبيل المثال ، في مودم الكمبيوتر ، أو شحن الهاتف المحمول ، أو الغلاية الكهربائية ، أو معالج الطعام ، فإنه يكون DC. يتم إنشاء دوائر التيار المستمر الكهربائية وتحويلها على مولد للسيارات وأي جهاز محمول. تعمل جميع المحركات الصناعية ، وفي بعض الدول حتى خطوط نقل الجهد العالي. حتى في بعض الأجهزة الطبية يتم استخدامه.

تيار التيار المستمر أكثر أمانًا ، حيث يمكن أن يحدث حدث مميت عندما تكون صدمة كهربائية من 300 مللي أمبير ، وبتيار متناوب ، حتى عند 50-100 مللي أمبير.

دائرة كهربائية

يتم توفير الاتصالات من قبل جميع الأجهزة ،يتم تنفيذ نقل وتوزيع وتحوّل أنواع الطاقة الحرارية والكهرومغناطيسية والضوء وغيرها من معلومات الطاقة. يتم وصف العمليات بواسطة قوى كهروتائية مثل التيار والجهد.

العناصر الأساسية للدوائر الكهربائية DC

العناصر الرئيسية هي أجهزة الاستقبال والمصادرمعلومات الطاقة ، متصلة بواسطة الموصلات. في المصادر ، يتم تحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية. وفي المستقبلات ، على العكس ، تذهب الكهرباء إلى أنواع أخرى.

سلاسل ، حيث التحول ، ونقل واستقبالالطاقة الكهربائية تحدث في قيمة ثابتة للجهد والتيار طوال الوقت ، تسمى دوائر التيار المستمر. حيث تحدث العملية مع قيمة متغيرة - دوائر التيار المتردد.

لحساب والبحث(يعمل المختبر لهذه الأغراض عادة) ، يتم استخدام دائرة بديلة ، وهذا هو ، دائرة مثالية لحساب حقيقي. للحصول عليها ، تحتاج إلى استبدال جميع عناصر الدائرة. يجب التعبير عن العمليات الفيزيائية في كل وصف رياضي.

عناصر مقاومه

المقاوم هو أحد مستقبلات الدائرة الكهربائية. ويتميز هذا مقاومة، الذي يقاس في أوم. مقاومة مقاوم، أو كما يطلق عليها، هي التي أدخلت على نظام استبدال النشط لتأخذ في الاعتبار الطاقة الكهرومغناطيسية وتحويلها إلى أشكال أخرى.

حساب الدوائر الكهربائية المعقدة دائمةيتم إنتاج التيار إذا تم تعيين الاتجاه الإيجابي لجميع التيارات والفولتية. اختر اتجاه العقدة التي لديها إمكانية كبيرة لعقدة ذات إمكانات أصغر.

مع مقاومة مستقلة من المقاوم الحاليتسمى خطية ، والدائرة الكهربائية مقاوم خطي. يتم التعبير عن خصائص الجهد الحالي من حيث دالة خطية تمر عبر الأصل.

عند تحليل مثل هذه السلاسل ، فإن مبدأالتبسيط ، الذي يتكون من استبدال الأجزاء المعقدة من الدائرة الكهربائية بأجزاء بسيطة. لكن التيار والجهد يجب ألا يتغير. ثم تطوى السلسلة إلى أبسط نوع. يجب أن تكون العناصر المقاومة المتصلة متوازية ومحوّلة بالتسلسل.

اتصال تسلسلي ومتوازي

مع اتصال سلسلة في جميع العناصر ، فإن التيار له نفس القيمة. هنا يتم تحديد الجهد من خلال مجموع كل المقاومة المضمنة مضروبة في I ، وهي:

U = (R1 + R2 + RN) I = RI.

عندما يتم استخدام اتصال متوازيالجهد المستمر ، ولكن التيار هو مجموع التيارات على كل عنصر من العناصر. لذلك ، يمكن تمثيله كمنتج للجهد عن طريق التوصيلية المكافئة للعناصر النشطة. وهذا ، بدوره ، يساوي مجموع الموصلات الخاصة بالعناصر. هذا هو ما يشكل التيار المباشر.

بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي دوائر التيار المستمر الكهربائية على مصادر الجهد والتيار.

مصادر المعلومات

الجهد المستقل (EMF ، التيار) منتسمى مقاومة الدائرة الخارجية بمصدرها. يقاس مصدر EMF (الفولتية) عند الخمول ، أي عندما يكون التيار في المصدر صفرًا. في الدوائر المكافئة ، يأخذ المقاوم في الاعتبار خسائر الطاقة الحرارية المنبعثة من المصدر. إذا كانت قيمة الصفر والمصدر الحالي هو اللانهاية ، فهذا هو المصدر المثالي. لديه دائما قيمة محدودة.

الخصائص الخارجية هي التالية: في مصادر القوة والجهد الكهربائي ، ينشأ الاعتماد من التيار المتدفق ، وعند المصدر الحالي - من الجهد في المحطات الطرفية.

المصادر الحقيقية لها خطية وغير خطيةالمناطق. النظر في طرق لحساب الدوائر DC الكهربائية الخطية. تم وصفها في قانون أوم لسلسلة كاملة ، حيث I = E / (Rh + Rbh). ثم U = E- RbhI. تستمد المقاومة الداخلية والتوصيل الداخلي من هذه الصيغ:

• Rbh = ∆U / ∆I؛
• Gbh = ∆I / ∆U.

حساب الدوائر الكهربائية غير الخطية الدائمةتنتج الحالية على أساس قانون كيرتشوف. تختلف طرق الحساب للمخططات الخطية وغير الخطية. لذلك ، لا يتم اعتبار الأخير في هذه المقالة.

أجهزة قياس خطية

السعة DCيحتوي على مصادر. والأدوات التي تقيسها هي: الفولتميتر لقياس الجهد على قسم من الدائرة ومقياس التيار الكهربائي للتوصيل المتسلسل للدائرة. عند عدم المقاومة والمقاومة الداخلية ، تكون الأجهزة مثالية.

تصبح طرق الدمج أكثر قابلية للفهم عندما يتم عرضها باستخدام قياس المقاومة. وفقًا لقانون أوم ، R = U / I.

نحن نعلم أن الأجهزة الحقيقية لا تحتوي على قيمة صفرية. لذلك ، هناك خياران فقط يمكن تضمينهما:

• المقاومة الداخلية للفولتميتر هي أكبر بعدة مراتمقياس التيار الكهربائي المقاس - بحيث أن انخفاض الجهد عبره لا يقلل من الانخفاض في المقاومة المقاسة ، ويجب أن يتوافق الجهد الذي يتم قياسه بواسطة الفولتميتر مع نطاق التشغيل ؛
• إن المقاومة الداخلية للفولتميتر قابلة للمقارنة مع المقاومة المقاسة ، ويكون مقياس التيار الكهربائي أقل بكثير من المقياس المقاس.

التجربة والمهام للاختبار

تستخدم المولدات المناسبة لقياس الجهد والتيار. تقاس مقاومتهم الداخلية عن طريق المفاتيح.

يتم تضمين الفولتميتر وجهاز قياس التيار في وحدة AB1.

يتم استخدام المخططات الخاصة لقياس المقاومة. في مصدر القوة الكهربائية ، يجب إيقاف المقاومة الداخلية.

في المهمة الموصى بها ، والتي ينبغي أن يكوناختبار العمل ، يتم دراسة الدوائر الكهربائية DC من خلال تحديد المعلمات من مصدر القوة الكهربائية ، المصدر الحالي ، وقياس المقاومة ، ودراسة إدراج المقاومة المتوازية وسلسلة ، IV.