Likestrøm — generelle begreper, definisjon, måleenhet, betegnelse, parametere

DC — elektrisk strøm som ikke endres i tid og retning. Per gjeldende retning ta bevegelsesretningen til positivt ladede partikler. I tilfelle strømmen dannes ved bevegelse av negativt ladede partikler, anses retningen å være motsatt av partiklenes bevegelsesretning.

Strengt tatt skal "likestrøm" forstås som "konstant elektrisk strøm", i samsvar med det matematiske konseptet "konstant verdi". Men i elektroteknikk har dette begrepet blitt introdusert i betydningen "en elektrisk strømkonstant i retning og nesten konstant i størrelsesorden."

Med "praktisk talt konstant i størrelse elektrisk strøm" menes en strøm hvis endringer med tiden er så ubetydelige i størrelse at når man tar i betraktning fenomenene i den elektriske kretsen som en slik elektrisk strøm går gjennom, kan disse endringene bli fullstendig neglisjert og derfor , er det mulig å ignorere verken induktansen eller kapasitansen til kretsen.

Oftest kilder til likestrøm - galvaniske celler, batterier, DC generatorer og likerettere.

I elektroteknikk brukes kontaktfenomener, kjemiske prosesser (primærceller og batterier), elektromagnetisk føring (elektriske maskingeneratorer) for å oppnå likestrøm. AC- eller spenningslikeretting er også mye brukt.

Fra alle kilder til f.eks. etc. c. kjemiske og termoelektriske kilder, samt såkalte unipolare maskiner, er ideelle kilder for likestrøm. De resterende enhetene gir en pulserende strøm, som ved hjelp av spesielle enheter jevnes ut i større eller mindre grad, bare nærmer seg den ideelle likestrømmen.

For å kvantifisere strømmen i den elektriske kretsen brukes strømstyrke konsept.

Strømstyrke er mengden elektrisitet Q som strømmer gjennom tverrsnittet av ledningen per tidsenhet.

Hvis mengden av elektrisitet Q i løpet av tiden I har beveget seg gjennom tverrsnittet av ledningen, så er strømstyrken I = Q /T

Måleenheten for strøm er ampere (A).

Strømtetthet Dette er strømforholdet I til lederens tverrsnittsareal F — I/F. (12)

Måleenheten for strømtetthet er ampere per kvadratmillimeter (A / mm)2).

I en lukket elektrisk krets oppstår likestrøm under påvirkning av en elektrisk energikilde som skaper og opprettholder en potensiell forskjell over terminalene, målt i volt (V).

Forholdet mellom potensialforskjellen (spenningen) ved terminalene til den elektriske kretsen, motstanden og strømmen i kretsen uttrykkes Ohms lov... I henhold til denne loven, for en del av en homogen krets, styrken til strømmen er direkte proporsjonal med verdien av den påførte spenningen og omvendt proporsjonal med motstanden I = U /R,

hvor jeg — strømstyrke. A, U - spenning ved terminalene til kretsen B, R - motstand, ohm

Dette er den viktigste loven innen elektroteknikk. For mer detaljer se her: Ohms lov for en del av en krets

Arbeidet som utføres av den elektriske strømmen per tidsenhet (sekund) kalles effekt og er betegnet med bokstaven P. Denne verdien karakteriserer intensiteten av arbeidet som gjøres av strømmen.

Effekt P = W / t = UI

Strømforsyningsenhet - watt (W).

Uttrykket for styrken til en elektrisk strøm kan transformeres ved å erstatte, basert på Ohms lov, spenningen U-produkt IR. Som et resultat får vi tre uttrykk for styrken til den elektriske strømmen P = UI = I2R = U2/ R

Av stor praktisk betydning er det faktum at samme effekt av elektrisk strøm kan oppnås ved lav spenning og høy strømstyrke, eller ved høy spenning og lav strømstyrke. Dette prinsippet brukes i overføring av elektrisk energi over avstander.

Strømmen som strømmer gjennom ledningen genererer varme og varmer den opp. Mengden varme Q som frigjøres i lederen bestemmes av formelen Q = Az2Rt.

Denne avhengigheten kalles Joule-Lenz-loven.

Se også: Grunnleggende lover for elektroteknikk

Basert på Ohms og Joule-Lenz sine lover kan du analysere et farlig fenomen som ofte oppstår når ledninger er direkte koblet til hverandre, og leverer elektrisk strøm til lasten (elektrisk mottaker). Dette fenomenet kalles kortslutning, ettersom strømmen begynner å flyte på en kortere måte, og omgår belastningen. Denne modusen er nødstilfelle.

Figuren viser et opplegg for tilkobling av en EL-glødelampe til strømnettet. Hvis motstanden til lampen R er 500 ohm, og nettspenningen er U = 220 V, vil strømmen i lampekretsen være A = 220/500 = 0,44 A.

Diagram som forklarer forekomsten av en kortslutning

Tenk på tilfellet der ledningene til glødelampen er koblet gjennom en veldig lav motstand (Rst - 0,01 Ohm), for eksempel en tykk metallstang. I dette tilfellet vil kretsstrømmen som nærmer seg punkt A forgrene seg i to retninger: det meste vil følge en bane med lav motstand - langs en metallstang, og en liten del av strømmen Azln - langs en bane med høy motstand - til en glødelampe.

Bestem strømmen som strømmer gjennom metallstangen: I = 220 / 0,01 = 22 000 A.

Ved kortslutning (kortslutning) vil nettspenningen være mindre enn 220 V, fordi en stor strøm i kretsen vil gi et stort spenningstap, og strømmen som går gjennom metallstangen blir litt mindre, men den vil imidlertid overstige den tidligere forbrukte glødelampen.

Som du vet, i samsvar med Joule-Lenz-loven, gir strømmen som går gjennom ledningene varme, og ledningene varmes opp. I vårt eksempel er tverrsnittsarealet til ledningene designet for en liten strøm på 0,44 A.

Når ledningene er koblet på en kortere måte, utenom belastningen, vil en veldig stor strøm flyte gjennom kretsen - 22000 A. En slik strøm vil føre til frigjøring av en stor mengde varme, noe som vil føre til forkulling og antennelse av isolasjon, smelting av ledningsmaterialet, skade på elektriske målere, smelting gjennom kontakten til brytere, knivbryter, etc.

Kilden til elektrisk energi som forsyner en slik krets kan bli skadet. Overoppheting av ledninger kan forårsake brann. Som et resultat, under installasjon og drift av elektriske installasjoner, for å forhindre uopprettelige konsekvenser av en kortslutning, må følgende forhold overholdes: isolasjonen av ledningene må samsvare med nettspenningen og driftsforholdene.

Tverrsnittsarealet til ledningene må være slik at oppvarmingen under normal belastning ikke når en farlig verdi. Tilkoblingspunkter og ledningsavgreninger skal være av god kvalitet og godt isolert. Innvendige ledninger skal legges på en slik måte at de er beskyttet mot mekaniske og kjemiske skader og mot fukt.

For å unngå en plutselig, farlig økning i strøm i en elektrisk krets under en kortslutning, er den beskyttet av sikringer eller strømbrytere.

En betydelig ulempe med likestrøm er at spenningen er vanskelig å øke. Dette gjør det vanskelig å overføre konstant elektrisk energi over lange avstander.

Se også: Hva er vekselstrøm og hvordan skiller den seg fra likestrøm