Электрическая цепь — это комбинация соединенных между собой проводами потребителя (нагрузки) и источника электрической энергии.
На рисунке приведены общепринятые обозначения наиболее распространенных элементов электрической цепи.
Для того чтобы усвоить некоторые основные понятия, рассмотрим пример простой электрической цепи (лампочка + батарейка).
При подключении лампочки к клеммам батареи(наглядный пример — карманный фонарик) накопившиеся вследствие химической реакции внутри батареи электроны (на клемме со знаком «минус») устремятся к клемме со знаком «плюс». Этот поток и называется электрическим током. Но. несмотря на то что отрицательно заряженные электроны движутся от «минуса» к «плюсику», направление электрического тока имеет обратную направленность — от «плюса» к «минусу». Важно запомнить, что направлением электрического тока считается направление упорядоченного движения положительно заряженных часиц. Чем больше заряженных частиц пройдет через проводник, тем больше сила
тока, измеряемая в амперах (А).
Сила тока, протекающего через единицу площади поперечного сечения проводника, называется плотностью тока и измеряется в амперах на квадратный метр. Еще одна важная характеристика электрического тока — это напряжение. Напряжение — это то электрическое «давление», которое толкает электроны от одного конца проводника к другому. Измеряется напряжение в вольтах (В).
Очевидно, что все эти величины связаны между собой. Первым эту зависимость описал немецкий ученый Георг Ом, именем которого назван основной закон электротехники: «Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна характеристике участка, которую называют электрическим сопротивлением этого участка». Другими словами, сила тока равна напряжению, деленному на сопротивление:
Чем больше напряжение, тем больше сила тока. И, наоборот, чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.
Электрическая мощность есть произведение силы тока на приложенное напряжение:
При силе тока 1 А и напряжении 1 В мощность равна 1 ватту (Вт).
На практике наибольшую важность имеют следующие действия электрического тока:
- 1) магнитное (металлическая проволока становится электромагнитом);
- 2) химическое (прохождение электрического тока в растворах, получение новых веществ);
- 3) тепловое (печи, лампы накаливания).
Развитие техники потребовало широкого внедрения в обиход переменного тока, поэтому следует хорошо представлять, чем различаются постоянный (DC) и переменный (АС) ток.
Постоянный ток течет все время в одном направлении, и подразумевается, что сила тока и напряжение не изменяются. Переменный ток периодически меняет свою силу и направление. Его неоспоримое преимущество перед постоянным током заключается в том, что АС легко трансформируется в разные напряжения почти без потери мощности, что важно при транспортировке электроэнергии на дальние расстояния.
Достоинствами являются также простота и экономичность генераторов. электродвигателей и других потребителей переменного тока, подключением коих мы занимаемся. В случае необходимости переменный ток также легко преобразуется в постоянный ток.
Время полного цикла изменения направления тока называется периодом, а число периодов за секунду — частотой переменного тока. Условно можно сказать, что переменный ток — такой же. как и постоянный, только плюс и минус у него меняются местами 50 раз в 1 секунду. В Европе принята частота 50 Гц. В СНГ в дома и квартиры подается переменный ток промышленной частоты 50 Гц и напряжением 220 В.
Существуют два основных вида подключения электрической нагрузки к сети — (А) последовательно и (Б) параллельно.
