Įtampa, varža, srovė ir galia yra pagrindiniai elektros dydžiai

Elektros inžinerijoje nėra prasmės tiesiog sakyti „elektra“. Čia visada reikia nurodyti, kas tiksliai aptariamas. Turime omenyje kondensatoriaus elektrinį krūvį, įtampą lizde, srovę, tekančią per laidus, arba, pavyzdžiui, energiją, kurią per mėnesį sužeidžia mūsų buto elektros skaitiklis.

Bet kokiu atveju nėra tokio kiekio kaip elektra, yra „elektros energijos kiekis“, teisingai vadinamas elektros krūviu, kuris matuojamas pakabučiais. Tai yra elektros krūvis - jis juda išilgai laidų, kaupiasi ant kondensatoriaus plokštelių, periodiškai būna prie išleidimo angos gnybtų (mažiausiai - ant fazinio laido), juda srovės pavidalu, kai elektros tinklas atlieka darbą. Pagrindiniai elektros kiekiai yra kažkaip susiję su krūviu. Šiandien kalbėsime apie šias vertybes.

Įtampa

Įtampa U matuojama tarp dviejų grandinės taškų. Tam, kad uždaroje grandinėje galėtų pradėti veikti stabili kintama ar pastovi įtampa, reikalingas srovės šaltinis, kuris galėtų užtikrinti, kad ši įtampa būtų palaikoma grandinės galuose. Šis šaltinis tarnaus kaip EML šaltinis - elektromotorinė jėga, kuri, kaip ir įtampa, matuojama voltais.

Jei toks šaltinis yra prijungtas prie uždaros grandinės, tada, pirma, įtampa bus tarp šaltinio gnybtų, tai yra, grandinės galuose, ir, antra, visų šios grandinės sekcijų galuose, jei ji sąlygiškai yra padalinta į dalis.

Kiekvienu laiko momentu elektros įtampa, veikianti tam tikrą grandinės skyrių, gali turėti skirtingą vertę nei ankstesniu momentu, jei grandinė maitinama iš kintamo EMF šaltinio, arba tą pačią vertę, jei ji yra nuolatinė EMF šaltinis, ir atitinkamai grandinę, yra nuolatinės srovės grandinė.

Įtampa nuolatinės srovės grandinės galuose yra panaši į aukščio skirtumą kalno šone, o krūvis tokiomis sąlygomis yra kaip vanduo, pakeltas į aukštį, tik elektrinio lauko atžvilgiu šis skirtumas vadinamas (elektrinių) potencialų skirtumu, nes apie gravitacinį lauką nėra kalbos.

Galimas skirtumas tarp dviejų taškų yra 1 voltas, jei norite perkelti 1 pakabuko įkrovą iš vieno taško į kitą, su juo reikia dirbti 1 džauliu. Volt taip pat yra lygus elektros įtampai, sukeliančiai 1 vatą nuolatinę srovę elektros grandinėje esant 1 vatų galiai, tačiau daugiau apie tai vėliau.

Dabartinis

Kai grandinės (laidininko) sekcijos galuose yra elektrinė įtampa, tai yra, kai skiriasi elektriniai potencialai, tai reiškia, kad laidininkas veikia elektrinį lauką (išilgai nagrinėjamos sekcijos ilgio). Elektrinis laukas stipriai veikia įkrautas daleles.

Pavyzdžiui, metaluose laisvieji elektronai yra neigiamo krūvio nešiotojai ir gali pereiti į transliacijos judesį, jei staiga atsiduria išoriniame elektriniame lauke, kurio šaltinis šiuo atveju yra emf šaltinis. Kai elektronai, veikiami elektrinio lauko, juda, jie tampa judančiuoju krūviu, tai yra, elektros srove I.

Įkrovos dydis matuojamas kulonuose, o srovė apibūdina krūvio judėjimo greitį per laidininko skerspjūvį (per laiko vienetą). Kai vieno pakabučio elektrinis krūvis per laidininko skerspjūvį praeina per vieną sekundę, laidininko srovė yra 1 amperų. Pagal analogiją su vandeniu - kuo daugiau vandens per vamzdžio sekciją praeina per sekundę, tuo didesnė srovė.

Pasipriešinimas

Esant elektros įtampai, krūvis juda per laidininko skerspjūvį, sudarydamas srovę, tačiau jis netrukdo judėti. Nuo to laiko, kai pradėjome svarstyti apie metalo laidininką, tęsime jį.

Laidininko elektronai, judantys pagal elektrinio lauko įtaką, patenka į laidininko viduje esančias kliūtis - kristalinės gardelės atomus, taip pat vienas prieš kitą, dėl chaotiško (šiluminio) elektronų judėjimo komponento ir atominių virpesių.

Šios kliūtys suteikia savotišką pasipriešinimą, sulėtina elektronus, sumažina srovę, palyginti su tuo, kiek ji galėtų išsivystyti, jei šių kliūčių nebūtų. Bet toks atsparumas R realiuose laidininkuose (grandinėse) yra visada.

Ši vertė elektrotechnikoje vadinama elektrine varža. Elektrinė varža matuojama omomis. Vienas omas yra lygus tam tikros elektros grandinės dalies, tarp kurios galų, esant 1 volto įtampai, galuose teka 1 amperio nuolatinė srovė, elektrinė varža.

Kuo didesnis tam tikram laidininkui būdingas pasipriešinimas, tuo mažesnė srovė bus toje pačioje įtampoje šio laidininko galuose. Ši priklausomybė vadinama Ohmo dėsniu elektros grandinės sekcijai: srovės stipris grandinės atkarpoje yra tiesiogiai proporcingas įtampai šios sekcijos galuose ir atvirkščiai proporcingas tam tikros grandinės dalies elektrinei varža.

Galia

Kalbant apie elektros grandinę, įtampą, varžą ir srovę, negalima nutraukti pagrindinių elektrinių dydžių temos pasakojimu apie elektros energiją P. Kai nustatoma srovė ir toliau teka grandinėje veikiama įtampos, EMF šaltinis atlieka A darbą grandinėje.

Tiesą sakant, darbą atlieka elektrinis laukas, veikiantis elektrinį krūvį, kuris juda šiame lauke. Tobulo darbo kiekis priklauso nuo galimo skirtumo, kurį krūvis įveikė, ir nuo šio krūvio dydžio. Kuo greičiau buvo atliktas darbas, tuo didesnė proceso galia.

Srovės atveju mes paprastai kalbame apie šaltinio, kuris atliko darbą, galią, taip pat apie vartotojo (grandinės) galią. Naudingam darbui sunaudota elektros energija matuojama vatais. Bet kurios rūšies energijai, ne tik elektrinei, 1 vatas yra apibrėžiamas kaip galia, kuria per 1 sekundę atliekamas 1 džaulis darbo.