Elektrotechnika aprašymas


Elektrotechnikos aprašymas. Nuolatinės srovės grandinės. Bendros žinios apie elektros grandinę. Elektrinė varža, laidumas. Varžų žymėjimas schemose. Omo dėsnis grandinės daliai ir visai grandinei. Varžų jungimo būdai. Elektros energija ir galia Galių balansas. Elektros energijos virtimas šiluma. Klausimai savikontrolei.


Bendros žinios apie elektros grandinę. Elementų žymėjimas schemose. Šaltinių elektrovaros jėga. Elektrinė varža laidumas, varžų žymėjimas schemose. Elektros energija ir galia. Galių balansas. Elektros energijos virtimas šiluma. Kirchhofo dėsniai.

Visuma įrenginių skirtų elektros energijai pagaminti, keisti ir panaudoti vadinama elektros grandine. Elektros grandinė sudaro atskiri įrenginiai vadinami elektros grandinės elementais. Pagrindiniai elementai yra elektros energijos šaltinis ir elektros energijos vartotojas (imtuvas). Šaltiniai – generatoriai, pirminiai cheminiai elementai, akumuliatorinės baterijos, saulės elementai. Šaltinyje energija paverčiama krūvininkų judėjimo energija. Energijos imtuvai – varikliai, elektros lempos, įvairūs kaitinimo įrenginiai. Imtuvuose elektros energija paverčiama mechaniniu darbu, šviesa, šiluma.

Šaltinis su elektros energijos vartotoju sujungiami laidais. Pagalbiniai įrenginiai yra kontrolės ir matavimo prietaisai, grandinės apsaugos ir valdymo įtaisai.

Atstojamosiose schemose šaltiniai ir imtuvai vaizduojami sutartiniais grafiniais ženklais.

Skaičiuojant elektros grandines imtuvai gali būti vaizduojami bendru rezistoriaus (varžo) ženklu. Atstojamosios schemos su elektros energijos šaltiniu arba be jo tiesiog vadinamos schemomis.

Sujungus elektros energijos šaltinį su vartotoju, grandine teka elektros srovė.

Kryptingas įelektrintų dalelių judėjimas medžiagoje ar vakuume vadinamas elektros srove. Metaliniuose laidininkuose elektros srovės nešėjai yra elektronai. Elektros srovės kryptis yra iš šaltinio teigiamo poliaus per imtuvą link neigiamo šaltinio poliaus. Elektros srovė, kurios dydis ir kryptis nesikeičia laiko atžvilgiu vadinama nuolatine. Srovė, kurios dydis ir kryptis kinta laike, vadinama kintama. Šiame skyriuje nagrinėjamos nuolatinės srovės grandinės.

Elektros srovės intensyvumas vadinamas srovės stipriu. Srovės stipris žymimas raide I. Srovės stipris lygus per sekundę laidininko skerspjūviu pratekėjusio krūvio kiekiui.

Srovės stiprio vienetas yra amperas (A). Kartotiniai srovės stiprio vienetai: 1kA – 1000A; 1A – 1000 mA; 1mA – 1000 μA.

Elektriniame lauke esantį krūvį veikia elektrinė jėga. Jėgos veikiamas krūvis gali judėti. Perstumdamos krūvį, elektrinio lauko jėgos atlieka darbą.

Darbo, kurį atlieka elektrinis laukas pernešdamas elektros krūvį iš vieno lauko taško į kitą, santykis su šio krūvio dydžiu vadinamas įtampa. Įtampa žymima raide U.

Dydis apibūdinantis elektrinį lauką energetiniu požiūriu vadinamas elektriniu potencialu. Nulinį potencialą turi žemės paviršius arba taškai esantys už elektrinio lauko ribų. Elektros srovė teka iš aukštesnio elektrinio lauko potencialo link žemesnio. Dviejų elektrinio lauko taškų potencialų skirtumas taip pat vadinamas įtampa tarp šių taškų. Jei elektrinio lauko taško A potencialas φA yra didesnis už taško B potencialą φB, tai įtampa tarp šių taškų

Pašalinių jėgų ( cheminių, mechaninių ir kitų ) poveikio metu šaltinyje atskiriami elektros krūviai. Tarp šaltinio gnybtų sukuriamas potencialų skirtumas. Sujungus grandinę, elektros krūviai, šaltinio elektrinio lauko veikiami, juda grandine per vartotoją. Grandinėje teka elektros srovė. Vyksta energijos mainai tarp šaltinio ir vartotojo.Šaltinio energija charakterizuojama elektrovaros jėga E.

Elektrovaros jėga yra dydis, kurio skaitinė vertė lygi energijai, kurią šaltinio viduje įgyja vienetinis elektros krūvis.

Elektrovaros jėgos (evj) matavimo vienetas yra voltas (V). Bendru atveju įtampos šaltinis schemose žymimas raide E. Rodyklės kryptis rodo potencialo didėjimo kryptį šaltinio viduje. Krūvių judėjimas viduje per vartotoją susijęs su darbu, kuris atliekamas išorinėje grandinėje. Procesui reikalinga energijos dalis charakterizuojama įtampa U arba dar vadinama įtampos kritimu išorinėje grandinėje. Dalis energijos prarandama pačiame šaltinyje ( vidinė grandinės dalis ) elektros krūviams gauti. Ji charakterizuojama vidiniu įtampos kritimu Ui. Pasipriešinimą energijos virsmams vidinėje grandinėje pažymėkime šaltinio vidine varža Ri. Pagal energijos tvermės dėsnį, šaltinio evj lygi įtampų kritimų išorinėje ir vidinėje grandinėje sumai.

voltmetras rodytų šaltinio evj, nes schemoje grandinė išjungta. Įjungus jungiklį, voltmetras rodis įtampos kritimą išorinėje grandinėje U. Esant didesniam vartotojų skaičiui, juose vykstantys energijos mainai taip pat būtų charakterizuojami įtampos kritimais. Įtampos kritimą šaltinio viduje galima tik paskaičiuoti.

Laisvieji elektronai, elektrinio lauko veikiami, kryptingai juda metaliniame laidininke. Susidūrę su laidininko atomais ar molekulėmis , jie yra stabdomi. Pasipriešinimas yra negrįžtamas elektros energijos virtimo šiluma procesas. Šis procesas apbūdinamas elektrine varža. Srovei laidus grandinės elementas pasižymintis varža vadinamas rezistoriumi ( varžu ). Laidininko varžą galima paskaičiuoti

Čia l – laidininko ilgis m, S – laidininko skerspjūvis mm2, - medžiagos savitoji varža. Laidininkų savitosios varžos skirtingos:

Elektrotechnika aprašymas. (2015 m. Lapkričio 30 d.). http://www.mokslobaze.lt/elektrotechnika-aprasymas.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 09 d. 19:31