Основные элементы электрической цепи

Электрическим током называется направленное движение электрических зарядов. Для того чтобы существовал электрический ток необходимо наличие свободных зарядов, наличие источника тока и наличие замкнутой цепи. Электрический ток производит тепловое, химическое и магнитное действия. Для того чтобы исследовать законы электрического тока, необходимо проводить измерения. Поэтому основными элементами электрической установки являются источники тока, потребители тока, электроизмерительные приборы и различного рода ключи и переключатели. Все элементы цепи с помощью проводников с малым сопротивлением соединяются в замкнутую цепь с учетом правил использования каждого элемента.

Самыми простыми источниками тока являются гальванические элементы, батарейки, аккумуляторы. Чаще всего, в лабораториях используется электрическая сеть лаборатории, напряжение от розеток которой подается на необходимые для каждой работы устройства. Так для получения постоянного тока используются различного рода выпрямители, а для получения переменного тока используются различного рода трансформаторы. При изображении электрических схем вводятся обозначения источников тока, представленные на рисунке 1. Здесь на рисунке 1а представлено изображение источника переменного тока, а на рисунках 1б и 1в даны изображения источника постоянного тока.

a

б

в

Рис. 1

 

Потребителями тока являются различного рода электронагревательные приборы, электродвигатели, электролитические ванны и другие. В условиях выполнения лабораторных работ потребителями электрического тока будут реостаты, реохорды, магазины сопротивлений, отдельные резисторы, конденсаторы и другие устройства, которые представляются в каждой конкретной лабораторной работе.

Реостаты, реохорды, магазины сопротивлений могут быть использованы при измерении сопротивлений потребителей тока, сопротивления цепи. Часто в электрических схемах используются реостаты со скользящим контактом. На рисунке 2 изображен реостат со скользящим контактом.

>

В

D

C

A

Рис. 2

 

Такой реостат представляет собой цилиндр из изоляционного материала 1, на который намотана проволока с большим удельным сопротивлением 2. Витки проволоки плотно прилегают друг к другу. Однако ток между ними не идет, так как проволока покрыта тонким слоем окалины, которая является хорошим изолятором. В местах скольжения движка D слой окалины устранен. Полное сопротивление реостата и допустимый ток указываются на корпусе реостата или на движке D. В электрическую цепь реостат включают, подключая его к клеммам A и C или B и C. Такой реостат можно использовать как делитель напряжения – потенциометр. В этом случае источник тока подключают к клеммам A и B, а потребитель тока подключают к клеммам A и C или B и C.

Реохорд представляет собой проволоку с одинаковой площадью поперечного сечения и одинаковым удельным сопротивлением. Схематично реохорд изображен на рисунке 3. Проволока натянута между двумя клеммами A и B, укрепленными на линейке. Вдоль проволоки скользит контакт D. Схематическое изображение реостата и реохорда показано на рисунке 4.

A

B

D

 

Рис. 3

 

Рис. 4

 

Реостаты и реохорды позволяют плавно изменять сопротивление цепи. Магазины сопротивлений позволяют изменять сопротивление цепи скачками. Магазин сопротивлений представляет собой набор катушек разного сопротивления, смонтированных в одном корпусе. Магазины сопротивлений бывают штепсельными и декадными. В лабораторных работах чаще используются декадные магазины сопротивлений. Схематическое изображение магазинов сопротивлений показано на рисунке 5.

 

 

Рис. 5

 

Изменить ток в цепи можно не только изменением сопротивления, но и изменением напряжения. Для этого используются потенциометры и автотрансформаторы. Эти приборы позволяют изменять напряжения от нуля до некоторой величины, которая определяется характеристиками источника тока. Потенциометром может служить реостат. Включение в цепь реостата как потенциометра схематично изображено на рисунке 6.

A

R

B

Uн

Rн

D

Рис. 6

 

Источник тока подключают к клеммам A и B, а напряжение на нагрузку U_н снимается с одной из крайних клемм и ползунка D. Тогда, например .

В цепях переменного тока вместо потенциометра используют автотрансформатор, схема которого изображена на рисунке 7. В автотрансформаторе часть обмотки является и первичной и вторичной _ участок BD. Перед включением автотрансформатора в сеть надо внимательно выяснить порядок расположения его клемм на панели.

A

B

D

Uн

Rн

Рис. 7

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: