Alalisvool — üldmõisted, määratlus, mõõtühik, tähistus, parameetrid

DC — elektrivool, mis ei muutu ajas ja suunas. Per praegune suund võtta positiivselt laetud osakeste liikumissuund. Juhul, kui vool tekib negatiivselt laetud osakeste liikumisel, loetakse selle suund osakeste liikumissuunale vastupidiseks.

Rangelt võttes tuleks "alalisvoolu" all mõista "pidevat elektrivoolu" vastavalt "konstantse väärtuse" matemaatilisele kontseptsioonile. Kuid elektrotehnikas on see termin kasutusele võetud tähenduses "elektrivoolu konstantne suunas ja peaaegu konstantne suurus".

"Praktiliselt konstantse tugevusega elektrivoolu" all mõeldakse voolu, mille muutused aja möödudes on suurusjärgus nii ebaolulised, et kui arvestada nähtusi elektriahelas, mida selline elektrivool läbib, võib need muutused täiesti tähelepanuta jätta ja seetõttu. , ei saa eirata ei ahela induktiivsust ega mahtuvust.

Enamasti alalisvoolu allikad - galvaanilised elemendid, akud, DC generaatorid ja alaldid.

Elektrotehnikas kasutatakse alalisvoolu saamiseks kontaktnähtusi, keemilisi protsesse (primaarelemendid ja patareid), elektromagnetilist juhtimist (elektrimasina generaatorid). Laialdaselt kasutatakse ka vahelduvvoolu või pinge alaldamist.

Kõigist e. jne. c) keemilised ja termoelektrilised allikad, samuti niinimetatud unipolaarsed masinad on ideaalsed alalisvoolu allikad. Ülejäänud seadmed annavad pulseerivat voolu, mis spetsiaalsete seadmete abil silutakse suuremal või vähemal määral, lähenedes vaid ideaalsele alalisvoolule.

Elektriahela voolu kvantifitseerimiseks kasutatakse voolutugevuse kontseptsioon.

Amperaht on elektrienergia Q, mis voolab läbi traadi ristlõike ajaühikus.

Kui aja I jooksul on elektrihulk Q liikunud läbi juhtme ristlõike, siis voolutugevus I = Q /T

Voolu mõõtühik on amper (A).

Voolutihedus See on voolu suhe I ja juhi ristlõikepindala F — I / F. (12)

Voolutiheduse mõõtühik on amper ruutmillimeetri kohta (A / mm)2).

Suletud elektriahelas tekib alalisvool elektrienergia allika toimel, mis loob ja säilitab oma klemmide vahel potentsiaalse erinevuse, mõõdetuna voltides (V).

Elektriahela klemmide potentsiaalide erinevuse (pinge), takistuse ja voolutugevuse vahelist seost väljendab Ohmi seadus... Selle seaduse järgi on homogeense vooluahela lõigu jaoks voolu tugevus on otseselt võrdeline rakendatud pinge väärtusega ja pöördvõrdeline takistusega I = U /R,

kus ma — voolutugevus. A, U — pinge ahela B klemmidel, R — takistus, oomid

See on elektrotehnika kõige olulisem seadus. Lisateabe saamiseks vaadake siit: Ohmi seadus vooluringi lõigu kohta

Elektrivoolu poolt ajaühikus (sekundis) tehtud tööd nimetatakse võimsuseks ja seda tähistatakse tähega P. See väärtus iseloomustab vooluga tehtava töö intensiivsust.

Võimsus P = W / t = UI

Toiteplokk - vatti (W).

Elektrivoolu tugevuse avaldist saab teisendada, asendades Ohmi seaduse alusel pinge U korrutise IR. Selle tulemusena saame kolm elektrivoolu tugevuse avaldist P = UI = I2R = U2/ R

Suur praktiline tähtsus on asjaolul, et sama võimsusega elektrivoolu on võimalik saada madala pinge ja suure voolutugevuse või kõrge pinge ja madala voolutugevuse korral. Seda põhimõtet kasutatakse elektrienergia edastamisel vahemaa tagant.

Traati läbiv vool tekitab soojust ja soojendab seda. Juhis vabanev soojushulk Q määratakse valemiga Q = Az2Rt.

Seda sõltuvust nimetatakse Joule-Lenzi seaduseks.

Vaata ka: Elektrotehnika põhiseadused

Ohmi ja Joule-Lenzi seaduste põhjal saate analüüsida ohtlikku nähtust, mis sageli esineb siis, kui juhtmed on üksteisega vahetult ühendatud, varustades koormust elektrivooluga (elektrivastuvõtja). Seda nähtust nimetatakse lühis, kuna vool hakkab voolama lühemat teed pidi, möödudes koormusest. See režiim on hädaolukorras.

Joonisel on EL-hõõglambi vooluvõrku ühendamise skeem. Kui lambi R takistus on 500 oomi ja võrgupinge on U = 220 V, on lambi vooluringis vool A = 220/500 = 0,44 A.

Skeem, mis selgitab lühise tekkimist

Mõelge juhtumile, kus hõõglambi juhtmed on ühendatud väga väikese takistusega (Rst - 0,01 Ohm), näiteks paksu metallvardaga. Sel juhul hargneb punktile A lähenev vooluahela vool kahes suunas: suurem osa sellest liigub madala takistusega rada mööda metallvarda ja väike osa voolust Azln mööda suure takistusega teed hõõglamp.

Määrake metallvarda läbiv vool: I = 220 / 0,01 = 22 000 A.

Lühise (lühise) korral jääb võrgupinge alla 220 V, kuna suur vool ahelas põhjustab suure pingekadu ning metallvarda läbiv vool on veidi väiksem, kuid see aga ületab varem tarbitud hõõglambi.

Nagu teate, eraldab juhtmeid läbiv vool vastavalt Joule-Lenzi seadusele soojust ja juhtmed kuumenevad. Meie näites on juhtmete ristlõikepindala ette nähtud väikese voolu jaoks 0,44 A.

Kui juhtmed on ühendatud lühemalt, koormusest mööda minnes, siis läbib ahelat väga suur vool - 22000 A. Selline vool toob kaasa suure hulga soojuse eraldumise, mis põhjustab söestumise ja süttimise. isolatsioon, traadi materjali sulamine, elektriarvestite kahjustused, sulamine läbi lülitite kontakti, noamurdja jne.

Sellist vooluahelat varustav elektrienergia allikas võib olla kahjustatud. Juhtmete ülekuumenemine võib põhjustada tulekahju. Sellest tulenevalt tuleb elektripaigaldiste paigaldamisel ja käitamisel lühise korvamatute tagajärgede vältimiseks järgida järgmisi tingimusi: juhtmete isolatsioon peab vastama võrgu pingele ja töötingimustele.

Juhtmete ristlõikepindala peab olema selline, et nende kuumutamine normaalse koormuse korral ei saavutaks ohtlikku väärtust. Ühenduspunktid ja juhtmeharud peavad olema kvaliteetsed ja hästi isoleeritud. Sisemised juhtmed tuleb paigaldada nii, et need oleksid kaitstud mehaaniliste ja keemiliste kahjustuste ning niiskuse eest.

Vältimaks voolu järsku ohtlikku suurenemist elektriahelas lühise ajal, on see kaitstud kaitsmete või kaitselülititega.

Alalisvoolu oluline puudus on see, et selle pinget on raske tõsta. See raskendab pideva elektrienergia edastamist pikkadele vahemaadele.

Vaata ka: Mis on vahelduvvool ja kuidas see erineb alalisvoolust