Для начала ответим себе на вопрос, что такое электрический ток. Простая батарейка, стоящая на столе, сама по себе ток не создает. И фонарик, лежащий на столе, ток через свои светодиоды просто так, ни с того ни с сего, не создаст. Чтобы появился ток, что-то куда-то должно потечь, хотя бы начать двигаться, а для этого цепь из светодиодов фонарика и батарейки необходимо замкнуть. Не даром, в былые времена электрический ток сравнивали с движением некой заряженной жидкости. На самом деле мы теперь знаем, что электрический ток ...
Так же как в ньютоновой механике гравитационное взаимодействие всегда имеет место между телами обладающими массами, аналогичным образом в электродинамике электрическое взаимодействие свойственно телам, обладающим электрическими зарядами. Можно даже сказать, что понятие электрического заряда в электродинамике чем-то схоже с понятием гравитационной массы в механике. Но в отличие от гравитационной массы, электрический заряд характеризует свойство тел и частиц вступать в силовые электромагнитные взаимодействия ...
Определить в некоторой точке пространства вектор индукции магнитного поля B, порождаемого постоянным электрическим током I, можно с помощью Закона Био-Савара. Это делается путем суммирования всех вкладов в магнитное поле от отдельных элементов тока. Одна из типичных задач состоит в том, чтобы далее определить силу взаимодействия двух параллельных токов. Ведь токи, как известно, порождают собственные магнитные поля, а ток, находящийся в магнитном поле (другого тока) испытывает на себе действие силы Ампера. Под действием силы Ампера, противоположно направленные токи взаимно отталкиваются ...
Как известно, для решения некоторых типичных задач электротехники применяют комплексные числа. Но для чего их используют и почему это делают именно так? В этом мы и постараемся разобраться по ходу данной статьи. Дело в том, что комплексный метод, или метод комплексных амплитуд, удобен при расчетах сложных цепей переменного тока. Комплексное число включает в себя мнимую и действительную части, которые между собой различаются и обозначаются в тексте по разному. Само же комплексное число может быть записано в алгебраической, тригонометрической или показательной форме ...
Говоря о переменном токе, часто оперируют такими терминами как «фаза», «фазовый угол», «сдвиг фаз». Обычно это касается синусоидального переменного или пульсирующего тока (полученного путем выпрямления синусоидального тока). Поскольку периодическое изменение ЭДС в сети или тока в цепи — это гармонический колебательный процесс, то и функция, описывающая данный процесс, — гармоническая, то есть синус или косинус, в зависимости от начального состояния колебательной системы. Аргументом функции в данном случае является как раз фаза, то есть положение колеблющейся величины ...
В ряде случаев любую электростатическую задачу можно было бы начинать решать с нахождения в каждой интересующей нас точке пространства электрических сил и соответствующих напряженностей, исходя из закона Кулона. Давайте, однако, посмотрим на картину электрических зарядов несколько шире. Для начала изобразим с помощью силовых линий геометрическую картину электрического поля, создаваемого положительным точечным зарядом в точке. Силовые линии будут исходить из положительного заряда. В случае отрицательного заряда, силовые линии будут заканчиваться на нем ...
Переменный ток — электрический ток, направление и сила которого изменяются периодически. Так как обычно сила переменного тока изменяется по синусоидальному закону, то переменный ток представляет собой синусоидальные колебания напряжения и силы тока. Поэтому к переменному току применимо все то, что относится к синусоидальным электрическим колебаниям. В данной статье поговорим о параметрах переменного тока. Изменение ЭДС и изменение тока линейной нагрузки, подключенной к такому источнику, будет происходить по синусоидальному закону ...
Заморозьте воду — и она расширится, потому что при замерзании ее молекулы выстроятся в структуру определенной формы, при которой вода займет больший объем, нежели та же вода в жидком состоянии. Похожим образом ведет себя намагничиваемое тело, например, помещенное во внешнее магнитное поле: состояние намагниченности тела изменяется, в результате, в большей или в меньшей степени, изменяются и линейные размеры данного тела. В этом и заключается явление, называемое магнитострикцией. Физикам хорошо известно, что намагниченность тела может изменяться не только в результате намагничивания ...
У любого аккумулятора, в зависимости от его типа, есть определенные паспортные значения: номинальное напряжение, максимальный ток, оптимальный ток, номинальная емкость. Отметим, что данные паспортные значения являются верными только при условии соблюдения рекомендованного производителем режима эксплуатации аккумулятора, и только для тех аккумуляторов, жизненный ресурс которых далек от исчерпания. Однако бывает и так, что необходимо сразу добиться от аккумулятора большего, чем то, на что он способен по паспорту. Поэтому для увеличения емкости, рабочего тока или напряжения ...
Магнитное поле электрического тока - это магнитное поле, возникающее вокруг проводника, по которому протекает электрический ток. Это явление было открыто Ампером в 1820 году и является одним из фундаментальных принципов электромагнетизма. При прохождении электрического тока через проводник вокруг него создается магнитное поле, которое может быть представлено в виде магнитных линий поля. Направление этих линий зависит от направления тока и может быть определено с помощью правила буравчика (правого винта): если правая рука помещается так, чтобы пальцы указывали в направлении тока, то большой палец будет указывать ...
Электропроводность и теплопроводность металлов являются основными свойствами, которые определяют их поведение в различных условиях. Эти свойства тесно связаны между собой и влияют на многие аспекты нашей жизни. Металлы, являясь хорошими проводниками электрического тока, находят широкое применение в электронике и электротехнике. Теплопроводность же позволяет металлам эффективно передавать тепло, что важно для многих промышленных и технических процессов. Но почему эти два свойства тесно связаны между собой? В данной статье мы ответим на этот вопрос и объясним ...
Квантовая механика и теория поля являются важными инструментами для объяснения основных понятий в электрических явлениях. Они позволяют углубленно понять электрический заряд, электромагнитное поле, электрический ток, сопротивление, проводимость и напряжение, а также их взаимодействие друг с другом и с другими физическими явлениями, такими как гравитационное поле, ядерная энергия и термическая энергия. Квантовая механика и теория поля - это две основных теории в физике, которые помогают объяснить фундаментальные взаимодействия в природе. Квантовая механика рассматривает свойства и поведение ...
Закон Ома является одним из фундаментальных законов электротехники. Он устанавливает, что ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален напряжению, наложенному на этот проводник. Однако, на практике, этот закон не всегда соблюдается, что может привести к непредсказуемым результатам в работе электрических систем. В этой статье мы рассмотрим случаи, когда закон Ома не соблюдается и что может привести к таким явлениям. Проводники и элементы, для которых соблюдается закон Ома, называются омическими. Однако, этот закон может не соблюдаться по ряду причин ...
В цепях постоянного тока активное сопротивление R играет важную роль. Что касается цепей синусоидального переменного тока, то здесь не обойтись одним лишь активным сопротивлением. Ведь если в цепях постоянного тока емкости и индуктивности заметны только при переходных процессах, то в цепях переменного тока данные компоненты проявляют себя гораздо более значительно. Поэтому для адекватного расчета цепей переменного тока вводится термин «электрический импеданс» - Z или комплексное (полное) сопротивление двухполюсника гармоническому сигналу. Иногда говорят просто «импеданс» ...
Задача анализа электрической цепи заключается в определении токов отдельных ветвей или напряжений между двумя любыми узлами цепи или, наконец, потенциалов узловых точек. При этом задаются конфигурация цепи, параметры ее ветвей, а также параметры источников энергии, включенных в цепь в виде генераторов напряжения и тока. Если исследуется переходный процесс, то необходимо знать еще начальные значения токов в индуктивных элементах цепи и начальные значения напряжения на емкостных элементах. Электрическая цепь состоит из отдельных элементов. Простейшие элементы электрической цепи ...
Мы не видим электрическое поле, но можем представить его форму с помощью линий. Линии напряженности электрического поля берут начало от положительных зарядов или простираются от бесконечности, а заканчиваются у отрицательных зарядов или простираются до бесконечности. Количество линий, которые начинаются или заканчиваются зарядом, пропорционально величине этого заряда. Для наглядного графического описания электрического поля, его принято изображать в виде линий напряженности. Из раздела электростатики известно, что напряженность электрического поля ...
Впервые услышав словосочетание «отрицательное сопротивление», можно пофантазировать и вообразить себе некий фантастический элемент электрической цепи, вроде проволочного резистора, который не препятствует прохождению тока, а наоборот - помогает ему течь. Однако такое понимание термина является превратным и весьма далеко от реальности. На самом деле, когда речь заходит об отрицательном сопротивлении, имеется ввиду отрицательное дифференциальное сопротивление, то бишь динамическое, а вовсе не мифический постоянный резистор, волшебным образом усиливающий ток ...
Векторные диаграммы — метод графического расчета напряжений и токов в цепях переменного тока, в которых переменные напряжения и токи символически (условно) изображаются с помощью векторов. Согласно закону сохранения заряда, в любой момент времени ток в цепи имеет одно и то же значение. Следовательно на каждом элементе будет падать напряжение. Согласно второму правилу Кирхгофа, напряжение источника будет равно сумме падений напряжений на элементах цепи. Для активного сопротивления значение сопротивления определяется исключительно свойствами проводника ...