Проводники и диэлектрики электрического тока

Проводники электрического тока - материалы, которые проводят электрический ток. Например: платина, серебро, медь, алюминий, латунь, бронза.

Диэлектриками называют материалы, которые не проводят электрический ток. Например: волокнистые – бумага, картон, лакоткани; слюдяные и слоистые – миканит, текстолит, стеклотекстолит; электрокерамические – электрофарфор; жидкие диэлектрики – минеральные масла, синтетические жидкости, растительные масла; заливочные и пропиточные электроизоляционные составы (компаунды); электроизоляционные лаки и эмали – масляные, кремнийорганические. К диэлектрикам также относятся стекло, резина.

Вопросы

1. Что такое электрическая цепь?

2. Что такое электрический ток и напряжение?

3. Что такое работа и мощность электрического тока?

4. Что такое электрическое сопротивление?

5. Что Вы знаете о проводниках и диэлектриках?

Тема: Переменный ток. Элементы электрической цепи. Способы замера электрических величин. Законы электрических цепей. Основные виды электротехнических материалов, их свойства и назначение

Основные положения об электрическом токе

Молекула – это химическая комбинация двух или более атомов. Атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны сгруппированы в центре атома и образуют ядро. Протоны заряжены положительно, а нейтроны не имеют электрического заряда. Электроны расположены на оболочках на различных расстояниях от ядра. Атомы различных элементов отличаются друг от друга. Количество протонов в ядре атома называется атомным номером элемента. Каждый элемент имеет атомную массу, которая определяется общим количеством протонов и нейтронов в ядре. Электроны вращаются вокруг ядра по замкнутым орбитам. Внешняя оболочка называется валентной, и количество электронов, которое она содержит, называется валентностью. Чем дальше от ядра валентная оболочка, тем меньшее притяжение со стороны ядра испытывает каждый валентный электрон. Электроны валентной оболочки могут получать энергию. Если эти электроны получат достаточно энергии от внешних сил, то они могут покинуть атом и стать свободными электронами, произвольно перемещаясь от атома к атому. Материалы, которые содержат большое количество свободных электронов, называются проводниками. Проводниками являются все металлы, растворы электролитов. Самой высокой проводимостью среди металлов обладает серебро; далее медь, золото, алюминий.

В диэлектриках нет свободных электронов (резина, стекло, слюда, фарфор). Полупроводники не являются ни хорошими проводниками, ни хорошими изоляторами. Однако они играют важную роль в электронике, потому что их проводимость можно изменять от проводника до изолятора. Кремний и германий являются полупроводниковыми материалами.

Атом, получивший один или более электронов, становится отрицательно заряженным и называется отрицательным ионом. Если атом теряет один или более электронов, то он становится положительно заряженным и называется положительным ионом. Процесс присоединения или потери электронов называется ионизацией.

Движение электронов по проводнику называется электрическим током, упорядоченное движение электрически заряженных частиц. Единицей тока является ампер, определяемый как количество электричества в один кулон, прошедшего через поперечное сечение проводника в одну секунду. 1А= 1кулон/1 секунду.

Количество электричества – величина, равная произведению силы тока на время, в течение которого шёл ток. Условное обозначение Q, единица измерения – кулон (К): , где I-сила тока; t-время.

Ток, не изменяющийся по величине со временем, называется постоянным током. Ток, изменяющийся с течением времени, называется переменным током. Период, частота, амплитуда, фаза – показатели переменного тока.

Период – промежуток времени (Т), в течение которого э.д.с. (Е) и ток (I) совершают полный цикл своего изменения. Период измеряется в секундах.

Частота – это число периодов в секунду (f). Период и частота величины обратные. Частота измеряется в герцах (период/секунда).

Амплитуда – максимальное значение эдс и тока. Достигается при повороте проводника в магнитном поле, когда угол α=90.

Фаза – это мгновенное значение эдс в произвольный момент, когда стороны проводника пересекают магнитное поле под некоторым углом α, который называется фазовым углом или фазой, α=ω•t или α=2πft.

При наличии в проводнике электрического тока электроны сталкиваются с движущимися молекулами проводника и усиливают их движение, что приводит к нагреву проводника. Количество тепла измеряется в калориях. Количество тепла, выделяемое током при прохождении по проводнику, зависит от сопротивления самого проводника, тока и времени его прохождения (закон Джоуля - Ленца). 1ДЖ=0,24 калории. Энергия электрического тока определяется по формуле: A=

На основе теплового действия тока работают многие устройства в электротехнике, например, предохранители, тепловые реле.На нагревании проводников электрическим током основано устройство электрического освещения, электронагревательных приборов.

Принципиальная электрическая схема – графическое отображение элементов электротехнического устройства и соединений между этими элементами. На принципиальных схемах основные элементы представляются с помощью условных обозначений: резисторы прямоугольниками, индуктивности – катушками, реле – обмотками с контактами и.т.д. Принципиальная схема позволяет получить полное представление о выполнении и принципе действия устройства. Для облегчения чтения схем используются буквенно-цифровые обозначения типа и.т.д.