Ток в электрической цепи

Условия существования электрического тока в электрической цепи напоминают те, которые необходимо иметь для того, чтобы обеспечить непрерывное и самостоятельное протекание воды через изолированный отрезок трубы. Ясно, что тот край трубы, через который вода вливается в нее должен находится на несколько большей высоте, чем край, из которого она выливается. Но этого мало, необходимо обеспечить, чтобы какое-то специальное устройство собирало выливающуюся снизу воду, поднимало ее ввурх и сново вливало в трубу. Чем больше воды в единицу времени будет поднимать это устройство наверх и чем большей будет разность высот между двумя концами трубы, тем больший водяной поток будет протекать по ней. Естественно, для подъема воды необходимо затрачивать определенную работу.

Пример. Функцию электродвижущей силы могут выполнять, например, мощные электромашинные генераторы (преобразующие механическую энергию в электрическую), гальванические элементы и аккумуляторф (преобразующие химические процессы в электрическую энергию), термоэлементы и фотоэлементы (преобразующие тепловую и световую энергию в электрическую) и так далее.

Аналогично, для возникновения электрического тока должна быть создана электрическая цепь, состоящая из источника электрической энергии (электродвижущей силы), выполняющего функции переносчика электронов, провода, проводящего электроны к подключенному исправному потребителю электроэнергии, и провода, отводящего их назад к источнику.

Сама электрическая энергия оьладает замечательным свойством - эффективно выполняет передающие функции, снова преобразуясь в различных электропотребителях в другие виды энергии: в электродвигателях - в механическую, в осветительных устройствах - в световую, в электронагревательных - в тепловую и т.д. Непосредственно наблюдать электрический ток человек не может, и о его наличии судит по связанным с его протеканием явлениями.

Напряжение.

Возвращаясь к аналогии с рассматривавшейся трубой, замечу, что для возникновения потока воды нужно было расположить ее входное отверстие выше выходного. При этом отмечалось, что при большем перепаде высот увеличивается и мощность потока.

Аналогией указанной разности высот концов трубы в электрической цепи может служить понятие разности потенциалов (напряжение) между любыми ее участками. Это значит, что для существования электрического тока необходимо наличие между входным и выходным контактами прибора разности потенциалов. Обеспечивается разность потенциалов наличием в цепи электродвижущей силы.

Мощность.

Для оценки энергетических возможностей выполнения работы в электрической цепи используется формула:

где P - мощность, выделяемая при прохождении электрического тока I через сопротивление R , между концами которого существует разность потенциалов U.

Практически используется то или другое из представленных выражений для мощности в зависимости от условий расчетов.

Понравился сайт? Поделись с друзьями...