Једносмерна струја — општи појмови, дефиниција, мерна јединица, ознака, параметри

ДЦ — електрична струја која се не мења у времену и правцу. Пер струјни правац узети правац кретања позитивно наелектрисаних честица. У случају да струја настаје кретањем негативно наелектрисаних честица, сматра се да је њен правац супротан смеру кретања честица.

Строго говорећи, „једносмерну електричну струју“ треба схватити као „константну електричну струју“, у складу са математичким концептом „константне вредности“. Али у електротехници, овај термин је уведен у смислу „електричне струје константне у правцу и скоро константне величине“.

Под „електричном струјом практично константне величине“ подразумева се струја чије су промене током времена толико незнатне величине да се приликом разматрања појава у електричном колу кроз које пролази таква електрична струја те промене могу потпуно занемарити и стога , могуће је занемарити ни индуктивност ни капацитивност кола.

Најчешћи извори једносмерне струје — галванске ћелије, батерије, ДЦ генератори и исправљачи.

У електротехници се за добијање једносмерне струје користе контактне појаве, хемијски процеси (примарне ћелије и батерије), електромагнетно навођење (генератори електричних машина). Такође се широко користи исправљање наизменичне струје или напона.

Из свих извора е. итд. ц) хемијски и термоелектрични извори, као и такозване униполарне машине, идеални су извори једносмерне струје. Преостали уређаји дају пулсирајућу струју, која се уз помоћ посебних уређаја у већој или мањој мери изглађује, приближавајући се само идеалној једносмерној струји.

За квантификацију струје у електричном колу користи се концепт ампераже.

Ампеража Је количина електричне енергије К која протиче кроз попречни пресек жице у јединици времена.

Ако се за време И количина електричне енергије К кретала кроз попречни пресек жице, тада је јачина струје И = К /Т

Јединица мере за струју је ампер (А).

Густина струје Ово је однос струје И према површини попречног пресека Ф проводника — И / Ф. (12)

Јединица мере густине струје је ампер по квадратном милиметру (А / мм)2).

У затвореном електричном колу, једносмерна струја настаје под дејством извора електричне енергије који ствара и одржава разлику потенцијала на својим терминалима, мерену у волтима (В).

Однос између разлике потенцијала (напона) на стезаљкама електричног кола, отпора и струје у колу изражава се Омовим законом... По овом закону, за део хомогеног кола јачина струје је директно пропорционална вредности примењеног напона и обрнуто пропорционална отпору И = У /Р,

где сам — ампеража. А, У — напон на прикључцима кола Б, Р — отпор, ома

Ово је најважнији закон електротехнике. За више детаља погледајте овде: Омов закон за део кола

Рад који електрична струја изврши у јединици времена (секунди) назива се снага и означава се словом П. Ова вредност карактерише интензитет рада струје.

Снага П = В / т = УИ

Јединица напајања - вати (В).

Израз за јачину електричне струје може се трансформисати заменом, на основу Охмовог закона, напона У производа ИР. Као резултат добијамо три израза за јачину електричне струје П = УИ = И2Р = У2/ Р

Од великог практичног значаја је чињеница да се иста снага електричне струје може добити при ниском напону и великој амперажи, или при високом напону и малој амперажи. Овај принцип се користи у преносу електричне енергије на даљину.

Струја која тече кроз жицу ствара топлоту и загрева је. Количина топлоте К која се ослобађа у проводнику одређена је формулом К = Аз2Рт.

Ова зависност се назива Јоуле-Лензов закон.

Такође видети: Основни закони електротехнике

На основу Охмових и Јоуле-Лензових закона, можете анализирати опасну појаву која се често јавља када су жице директно повезане једна са другом, снабдевајући електричном струјом оптерећење (електрични пријемник). Ова појава се зове кратак спој, пошто струја почиње да тече краћим путем, заобилазећи оптерећење. Овај режим је хитан.

На слици је приказана шема за повезивање ЕЛ лампе са жарном нити на мрежу. Ако је отпор лампе Р 500 ома, а напон мреже У = 220 В, струја у колу лампе ће бити А = 220/500 = 0,44 А.

Дијаграм који објашњава појаву кратког споја

Размотрите случај када су жице за лампу са жарном нити повезане преко веома малог отпора (Рст — 0,01 Охм), на пример, дебеле металне шипке. У овом случају, струја кола која се приближава тачки А гранаће се у два смера: највећи део ће пратити путању ниског отпора - дуж металне шипке, а мали део струје Азлн - дуж путање високог отпора - до сијалица.

Одредити струју која тече кроз металну шипку: И = 220 / 0,01 = 22 000 А.

У случају кратког споја (кратког споја), напон мреже ће бити мањи од 220 В, јер ће велика струја у колу изазвати велики губитак напона, а струја која тече кроз металну шипку биће нешто мања, али међутим, она ће премашити претходно потрошену лампу са жарном нити.

Као што знате, у складу са Јоуле-Лензовим законом, струја која пролази кроз жице даје топлоту, а жице се загревају. У нашем примеру, површина попречног пресека жица је дизајнирана за малу струју од 0,44 А.

Када су жице повезане на краћи начин, заобилазећи оптерећење, кроз коло ће тећи веома велика струја - 22000 А. Таква струја ће довести до ослобађања велике количине топлоте, што ће довести до угљенисања и паљења. изолација, топљење жичаног материјала, оштећење електричних бројила, топљење кроз контакт прекидача, прекидач ножа итд.

Извор електричне енергије који снабдева такво коло може бити оштећен. Прегревање жица може изазвати пожар. Као резултат тога, током постављања и рада електричних инсталација, како би се спречиле непоправљиве последице кратког споја, морају се поштовати следећи услови: изолација жица мора одговарати напону мреже и условима рада.

Површина попречног пресека жица мора бити таква да њихово загревање под нормалним оптерећењем не достигне опасну вредност. Прикључне тачке и огранци жице морају бити квалитетни и добро изоловани. Унутрашње жице морају бити постављене тако да буду заштићене од механичких и хемијских оштећења и од влаге.

Да би се избегло нагло, опасно повећање струје у електричном колу током кратког споја, заштићено је осигурачима или прекидачима.

Значајан недостатак једносмерне струје је што је њен напон тешко повећати. Ово отежава пренос константне електричне енергије на велике удаљености.

Такође видети: Шта је наизменична струја и како се разликује од једносмерне струје