Введение в электротехнику

   
    Образно рассмотрим, что это такое - электричество.

Как известно все тела состоят из мельчайших частиц - молекул, молекулы из атомов, атомы ещё из более мелких протонов, нейтронов, электронов.
Каждая частица, молекула, тело имеет свой энергетический заряд.

Тела с положительным (+) зарядом притягиваются к телам с отрицательным
(-) зарядом, а если одноимённые (+) с (+) и (-) с (-), то отталкиваются.  Наблюдается тенденция движения.

( (+) - положительная, (-) отрицательная полярность )

    


Интенсивность этого движения частиц в веществах зависит
от многих причин: деформация, воздействие света, нагревание,
трение, химические реакции.

При  этом образуются небольшие источники двух полярностей (+) и (-). Каждая полярность имеет свою величину - потенциал. Чем больше потенциал, тем больше разница между (+) и (-).

Так вот, эта разница потенциалов (+) и (-), есть электродвижущая сила
эдс , то есть электрическое напряжение (образно).

Можно представить эти источники в виде маленьких макетов больших источников электрической энергии, которые создал человек (генераторы, аккумуляторы, но об этом попозже).

Прежде чем говорить о получении и использовании электроэнергии необходимо знать, как передать её к потребителю.

Мы уже знаем, что источник электроэнергии обладает разностью потенциалов, заряженные частицы которых, стремятся друг к другу. А так - же есть такие, которые ограничивают их движение.

Первые - это проводники, которыми является большинство  металлов, вода, кислоты, щёлочи и прочие. Вторые - диэлектрики: дерево, воздух, пластмассы и т.д. Из хороших диэлектриков;  фарфора, стекла, текстолита, резины и т.д. изготовляют изоляторы.

В качестве проводника электроэнергии используется медь, алюминий, бронза, латунь, серебро, золото и их сплавы. Если мы возьмём отрезок проводника и соединим им две полярности источника, то мы получаем движение заряженных частиц по проводнику от (+) к (-).
Это движение, есть электрический ток

Любое тело обладает свойством сопротивляться движению заряженных частиц (электротоку).Это свойство зависит от вещества , из которого состоит тело, и называется сопротивлением.

У проводников оно мало, у диэлектриков - большое. Источник электроэнергии тоже имеет своё сопротивление, называется оно внутренним сопротивлением источника.
Это свойство проводников широко используется в электрических цепях.

Рассмотрим простую схему работы источника электротока со своим внутренним сопротивлением:

При разомкнутой цепи источника движение отсутствует.
При замыкании полюсов течёт ток по замкнутой цепи.
По проводнику, у которого имеется своё сопротивление и по собственному внутреннему сопротивлению.

Источник имеет определённое количество электроэнергии. Какой будет величина тока, протекающего по цепи?

Она будет зависеть от разницы потенциалов (мы помним: чем больше разница, тем больше притяжение) и от сопротивлений: проводника и внутреннего сопротивления источника, как правило, сопротивление источника очень мало и при изучении им можно пренебречь.

  Зависимость такая:

Электрический ток будет равен тому, что мы получим, когда поделим разность потенциалов участка (величина напряжения) на сопротивляемость этого участка (сопротивление).

 Обозначаем:  I - электрический ток; U - напряжение; R - сопротивление;

I=U/R или U= IR -   это есть знаменитый закон Ома
 Взаимосвязь тока, напряжения и сопротивления можно назвать основным законом электротехники, он применим во всём, что связано с электричеством.

На этом законе построено и работает всё - электрические сети, все возможное электрооборудование, электрические механизмы, электроника, радиотехника и т.д.

Знание и умение объяснить и применить закон Ома - это первый большой шаг в изучении электричества, до конца непознанной науки.

   Практический пример.

Рассмотрим  действие электрического тока  на примерах:
Общее представление:

Работа  тока  на электролампу:

Работа тока только  через  проводник  приводит  к  короткому  замыканию  так, как сопротивление проводника  очень  мало.

   В данном случае у нас разрушается всё:

Это пример с источником большой мощности, обыкновенная батарейка просто потеряет свой заряд.
На этом закончился сравнительно объёмный первый урок, в котором Вы сделали ПЕРВЫЙ ШАГ в мир электротехники.