Основы электричества

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

Электрическим током принято считать направленное движение отрицательно заряженных частиц – электронов, которые перемещаются от одного конца замкнутой электрической цепи к другому. Свободные электроны, создающие при своём перемещении электрический ток, присутствуют только в определённых веществах, которые принято называть электрическими проводниками.

Вещества, не содержащие в нормальных условиях свободных электронов, относятся к группе изоляторов или диэлектриков. Для организации перемещения свободных электронов в теле проводника от одного его конца к другому требуется создать между ними (полюсами) некоторую разность потенциалов (напряжение). Для получения непрерывно протекающего в замкнутой электрической цепи тока требуется источник постоянной электродвижущей силы. Проходящее через поперечное сечение тела проводника количество электричества (за единицу времени) может быть различным. Это количество и определяет величину тока (силу тока).

Проводники, изготовленные из различного материала и имеющие различную длину и сечение, оказывают проходящему по ним току большее или меньшее сопротивление, которое проявляется, между прочим, в нагревании проводника. Длина и сечение проводника непосредственно связаны с величиной его сопротивления. Чем длиннее проводник, тем сопротивление его больше, но чем большее сечение имеет проводник, тем меньше его сопротивление.
И источник электроэнергии, приводящий электроны в движение, и потребляющий этот ток прибор (нагрузка) характеризуется ещё и таким важным параметром, как мощность. Величина мощности показывает то количество электроэнергии, которую источник электричества вырабатывает, а нагрузка потребляет в единицу времени.

Напряжение принято измерять в вольтах (В), величину тока - в амперах (А), сопротивление - в омах (Ом), а мощность - в ваттах (Вт) или в ампер х вольт (АВ). Потребляемую нами электроэнергию принято измерять в киловатт-часах (кВт-ч). Между собой все электрические величины связаны следующими соотношениями:

1. Величина тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, и обратно пропорциональна его сопротивлению (закон Ома).

2. Мощность источника (или потребляемая нагрузкой) пропорциональна величине тока в цепи и напряжению на её концах и равняется их произведению.

3.Величина потреблённой нами электроэнергии определяется как произведение мощности нагрузки на время её работы.

Диэлектрики

Диэлектрики отличаются от проводников тем, что в них отсутствуют свободные электроны(точнее — последних очень мало). Электроны в атомах материала, из которого состоит диэлектрик крепко связаны с ядром атома.

Диэлектрик, внесенный в электрическое поле, так же как и проводник, электризуется посредством влияния этого поля. Однако, если в проводнике под влиянием электрического поля электроны передвигаются по всему объему проводника, то в диэлектрике свободного перемещения электрических зарядов не происходит. Но в пределах отдельной молекулы диэлектрика появляется смещение положительного заряда по направлению электрического поля и отрицательного заряда в другом направлении. Появившееся подобным образом смещение электрических зарядов называют поляризацией диэлектрика.

В отличие от электрических зарядов в проводнике поляризационные заряды диэлектрика не отделимы один от другого. Удаление электрического поля приводит к исчезновению поляризации. Выходит, что поляризация является чем-то типа упругого смещения электрических зарядов в веществе диэлектрика. При определенной величине напряженности электрического поля смещение зарядов достигает предельной величины, а затем наступает разрушение — пробой диэлектрика, в результате которого диэлектрик утрачивает изолирующие свойства и становится проводником.