Egyenáram — általános fogalmak, meghatározás, mértékegység, megnevezés, paraméterek

DC – elektromos áram, amely időben és irányban nem változik. Per jelenlegi iránya vegye fel a pozitív töltésű részecskék mozgási irányát. Abban az esetben, ha az áramot negatív töltésű részecskék mozgása hozza létre, annak irányát a részecskék mozgási irányával ellentétesnek tekintjük.

Szigorúan véve az "egyenáram" alatt "állandó elektromos áramot" kell érteni, összhangban az "állandó érték" matematikai fogalmával. De az elektrotechnikában ezt a kifejezést „irányban állandó és nagyságrendileg közel állandó elektromos áram” értelemben vezették be.

A "gyakorlatilag állandó nagyságú elektromos áram" alatt olyan áramot értünk, amelynek az idő múlásával bekövetkező változása olyan jelentéktelen nagyságú, hogy ha figyelembe vesszük azokat a jelenségeket az elektromos áramkörben, amelyeken az elektromos áram áthalad, ezek a változások teljesen figyelmen kívül hagyhatók, és ezért , nem lehet figyelmen kívül hagyni sem az áramkör induktivitását, sem kapacitását.

Leggyakrabban egyenáram-források - galvánelemek, akkumulátorok, DC generátorok és egyenirányítók.

Az elektrotechnikában az érintkezési jelenségeket, a kémiai folyamatokat (primer cellák és akkumulátorok), az elektromágneses vezetést (elektromos gépgenerátorok) használják egyenáram előállítására. Az AC vagy feszültség egyenirányítást is széles körben használják.

Minden forrásból e. stb. c) a kémiai és termoelektromos források, valamint az úgynevezett unipoláris gépek ideális egyenáramforrások. A fennmaradó készülékek pulzáló áramot adnak, amelyet speciális eszközök segítségével kisebb-nagyobb mértékben elsimítanak, csak megközelítve az ideális egyenáramot.

Az elektromos áramkörben lévő áram mennyiségi meghatározására szolgál áramerősség fogalma.

Amper A huzal keresztmetszetén egységnyi idő alatt átfolyó Q elektromosság mennyisége.

Ha az I idő alatt a Q villamos energia mennyisége áthaladt a vezeték keresztmetszetén, akkor az áramerősség I = Q /T

Az áram mértékegysége az amper (A).

Áramsűrűség Ez az I áramarány a vezető F keresztmetszeti területéhez viszonyítva — I / F. (12)

Az áramsűrűség mértékegysége az amper per négyzetmilliméter (A / mm)2).

Zárt elektromos áramkörben az egyenáram olyan elektromos energiaforrás hatására lép fel, amely potenciálkülönbséget hoz létre és tart fenn a kapcsai között, voltban (V) mérve.

Az elektromos áramkör kivezetésein lévő potenciálkülönbség (feszültség), az ellenállás és az áramkörben lévő áram közötti összefüggést Ohm törvénye fejezi ki... E törvény szerint egy homogén áramkör egy szakaszára az áram erőssége egyenesen arányos a rákapcsolt feszültség értékével és fordítottan arányos az ellenállással I = U /R,

ahol én — áramerősség. A, U — feszültség az áramkör kivezetésein B, R — ellenállás, ohm

Ez az elektrotechnika legfontosabb törvénye. További részletekért lásd itt: Ohm törvénye az áramkör egy szakaszára

Az elektromos áram által időegységben (másodpercben) végzett munkát teljesítménynek nevezzük, és P betűvel jelöljük. Ez az érték jellemzi az áram által végzett munka intenzitását.

Teljesítmény P = W / t = UI

Tápegység - watt (W).

Az elektromos áram erősségének kifejezése átalakítható az Ohm törvénye alapján az U feszültség IR szorzatának helyettesítésével. Ennek eredményeként három kifejezést kapunk az elektromos áram erősségére P = UI = I2R = U2/ R

Nagy gyakorlati jelentősége van annak, hogy alacsony feszültségen és nagy áramerősségen, illetve nagy feszültségen és alacsony áramerősségen azonos teljesítményű elektromos áram érhető el. Ezt az elvet az elektromos energia távolságokra történő átvitelére használják.

A vezetéken átfolyó áram hőt termel és felmelegíti azt. A vezetőben felszabaduló Q hőmennyiséget a Q = Az2Rt képlet határozza meg.

Ezt a függőséget Joule-Lenz törvénynek nevezik.

Lásd még: Az elektrotechnika alaptörvényei

Az Ohm- és Joule-Lenz-törvények alapján elemezhet egy veszélyes jelenséget, amely gyakran előfordul, amikor a vezetékek közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz, elektromos árammal ellátva a terhelést (elektromos vevő). Ezt a jelenséget az ún rövidzárlat, mivel az áram rövidebb úton kezd folyni, megkerülve a terhelést. Ez az üzemmód vészhelyzet.

Az ábra egy EL-izzólámpa hálózathoz csatlakoztatásának sémáját mutatja. Ha az R lámpa ellenállása 500 ohm, és a hálózati feszültség U = 220 V, akkor a lámpa áramkörében az áram A = 220/500 = 0,44 A lesz.

A rövidzárlat előfordulását magyarázó diagram

Tekintsük azt az esetet, amikor az izzólámpához vezető vezetékek nagyon alacsony ellenálláson (Rst - 0,01 Ohm) keresztül vannak csatlakoztatva, például egy vastag fémrúddal. Ebben az esetben az A ponthoz közeledő áramköri áram két irányba ágazik: nagy része alacsony ellenállású pályán fog haladni - egy fémrúd mentén, és az Azln áram kis része - nagy ellenállású úton - egy izzólámpa.

Határozzuk meg a fémrúdon átfolyó áramot: I = 220 / 0,01 = 22 000 A.

Rövidzárlat (zárlat) esetén a hálózati feszültség 220 V-nál kisebb lesz, mert az áramkörben nagy áramerősség nagy feszültségveszteséget okoz, a fémrúdon átfolyó áram pedig valamivel kisebb lesz, de azonban meghaladja a korábban fogyasztott izzólámpát.

Mint tudják, a Joule-Lenz törvénynek megfelelően a vezetékeken áthaladó áram hőt bocsát ki, és a vezetékek felmelegednek. Példánkban a vezetékek keresztmetszete kis, 0,44 A-es áramra van tervezve.

Ha a vezetékeket rövidebb módon, megkerülve a terhelést, nagyon nagy áram fog átfolyni az áramkörön - 22000 A. Ez az áram nagy mennyiségű hő felszabadulásához vezet, ami elszenesedéshez és meggyulladáshoz vezet. szigetelés, a vezeték anyagának megolvadása, elektromos mérőórák károsodása, kapcsolók érintkezésén keresztül történő megolvadás, késmegszakító stb.

Az ilyen áramkört ellátó elektromos energiaforrás megsérülhet. A vezetékek túlmelegedése tüzet okozhat. Ebből kifolyólag az elektromos berendezések szerelése és üzemeltetése során a rövidzárlat helyrehozhatatlan következményeinek megelőzése érdekében a következő feltételeket kell betartani: a vezetékek szigetelésének meg kell felelnie a hálózati feszültségnek és az üzemi feltételeknek.

A vezetékek keresztmetszetének olyannak kell lennie, hogy normál terhelés melletti fűtésük ne érjen el veszélyes értéket. A csatlakozási pontoknak és vezetékelágazásoknak jó minőségűnek és jól szigeteltnek kell lenniük. A belső vezetékeket úgy kell elhelyezni, hogy védve legyenek a mechanikai és vegyi sérülésektől, valamint a nedvességtől.

Annak elkerülése érdekében, hogy egy elektromos áramkör rövidzárlat során hirtelen, veszélyes áramnövekedést okozzon, azt biztosítékokkal vagy megszakítókkal védik.

Az egyenáram jelentős hátránya, hogy feszültsége nehezen növelhető. Ez megnehezíti az állandó elektromos energia nagy távolságra történő átvitelét.

Lásd még: Mi a váltakozó áram és miben különbözik az egyenáramtól