Likström — allmänna begrepp, definition, mätenhet, beteckning, parametrar

DC — elektrisk ström som inte ändras i tid och riktning. Per nuvarande riktning ta rörelseriktningen för positivt laddade partiklar. I händelse av att strömmen bildas av negativt laddade partiklars rörelse anses dess riktning vara motsatt partiklarnas rörelseriktning.

Strängt taget bör "likström" förstås som "konstant elektrisk ström", i enlighet med det matematiska konceptet "konstant värde". Men inom elektroteknik har denna term introducerats i betydelsen "en elektrisk strömkonstant i riktning och nästan konstant i storlek."

Med "praktiskt taget konstant i storlek elektrisk ström" menas en ström vars förändringar med tidens gång är så obetydliga i storlek att när man betraktar fenomenen i den elektriska krets genom vilken en sådan elektrisk ström passerar, dessa förändringar kan helt försummas och därför , är det möjligt att ignorera varken induktansen eller kapacitansen hos kretsen.

Oftast källor till likström — galvaniska celler, batterier, DC-generatorer och likriktare.

Inom elektroteknik används kontaktfenomen, kemiska processer (primärceller och batterier), elektromagnetisk styrning (elektriska maskingeneratorer) för att erhålla likström. AC eller spänningslikriktning används också i stor utsträckning.

Från alla källor av t.ex. etc. c. kemiska och termoelektriska källor, samt så kallade unipolära maskiner, är idealiska källor för likström. De återstående anordningarna ger en pulserande ström, som med hjälp av speciella anordningar utjämnas i större eller mindre utsträckning, endast närmar sig den ideala likströmmen.

För att kvantifiera strömmen i den elektriska kretsen används strömstyrka koncept.

Amperage Är mängden elektricitet Q som strömmar genom ledningens tvärsnitt per tidsenhet.

Om mängden elektricitet Q under tiden I har rört sig genom trådens tvärsnitt, då är strömstyrkan I = Q /T

Måttenheten för ström är ampere (A).

Strömtäthet Detta är strömförhållandet I till ledarens tvärsnittsarea F — I/F. (12)

Mätenheten för strömtäthet är ampere per kvadratmillimeter (A / mm)2).

I en sluten elektrisk krets uppstår likström under inverkan av en elektrisk energikälla som skapar och upprätthåller en potentialskillnad över dess terminaler, mätt i volt (V).

Förhållandet mellan potentialskillnaden (spänningen) vid den elektriska kretsens plintar, resistansen och strömmen i kretsen uttrycks Ohms lag... Enligt denna lag, för en sektion av en homogen krets, strömstyrkan är direkt proportionell mot värdet på den applicerade spänningen och omvänt proportionell mot resistansen I = U /R,

där jag — amperage. A, U — spänning vid terminalerna på kretsen B, R — motstånd, ohm

Detta är den viktigaste lagen inom elektroteknik. För mer information se här: Ohms lag för en del av en krets

Det arbete som den elektriska strömmen utför per tidsenhet (sekund) kallas effekt och betecknas med bokstaven P. Detta värde kännetecknar intensiteten av det arbete som strömmen utför.

Effekt P = W/t = UI

Strömförsörjningsenhet - watt (W).

Uttrycket för styrkan hos en elektrisk ström kan transformeras genom att ersätta, baserat på Ohms lag, spänningen U-produkten IR. Som ett resultat får vi tre uttryck för styrkan av den elektriska strömmen P = UI = I2R = U2/ R

Av stor praktisk betydelse är det faktum att samma effekt av elektrisk ström kan erhållas vid låg spänning och hög strömstyrka, eller vid hög spänning och låg strömstyrka. Denna princip används vid överföring av elektrisk energi över avstånd.

Strömmen som flyter genom tråden genererar värme och värmer den. Mängden värme Q som frigörs i ledaren bestäms av formeln Q = Az2Rt.

Detta beroende kallas Joule-Lenz-lagen.

Se även: Grundläggande lagar för elektroteknik

Baserat på Ohms och Joule-Lenzs lagar kan man analysera ett farligt fenomen som ofta uppstår när ledningar är direkt anslutna till varandra och levererar elektrisk ström till lasten (elektrisk mottagare). Detta fenomen kallas kortslutning, när strömmen börjar flyta på ett kortare sätt, förbi belastningen. Detta läge är nödläge.

Bilden visar ett schema för att ansluta en EL-glödlampa till elnätet. Om motståndet för lampan R är 500 ohm och nätspänningen är U = 220 V, kommer strömmen i lampkretsen att vara A = 220/500 = 0,44 A.

Diagram som förklarar förekomsten av en kortslutning

Tänk på fallet där ledningarna till glödlampan är anslutna genom ett mycket lågt motstånd (Rst - 0,01 Ohm), till exempel en tjock metallstav. I detta fall kommer kretsströmmen som närmar sig punkt A att förgrena sig i två riktningar: det mesta kommer att följa en väg med lågt motstånd - längs en metallstav, och en liten del av strömmen Azln - längs en väg med högt motstånd - till en glödlampa.

Bestäm strömmen som flyter genom metallstaven: I = 220 / 0,01 = 22 000 A.

I händelse av en kortslutning (kortslutning) kommer nätspänningen att vara mindre än 220 V, eftersom en stor ström i kretsen kommer att orsaka en stor spänningsförlust, och strömmen som flyter genom metallstaven blir något mindre, men den kommer dock att överstiga den tidigare förbrukade glödlampan.

Som du vet, i enlighet med Joule-Lenz-lagen, avger strömmen som passerar genom ledningarna värme, och ledningarna värms upp. I vårt exempel är ledningarnas tvärsnittsarea utformad för en liten ström på 0,44 A.

När ledningarna är anslutna på ett kortare sätt, förbi belastningen, kommer en mycket stor ström att flyta genom kretsen - 22000 A. En sådan ström kommer att leda till frigöring av en stor mängd värme, vilket kommer att leda till förkolning och antändning av isolering, smältning av trådmaterialet, skador på elmätare, smältning genom kontakten av brytare, knivbrytare, etc.

Den elektriska energikällan som förser en sådan krets kan skadas. Överhettning av kablar kan orsaka brand. Som ett resultat, under installation och drift av elektriska installationer, för att förhindra de irreparable konsekvenserna av en kortslutning, måste följande villkor iakttas: isoleringen av ledningarna måste motsvara nätspänningen och driftsförhållandena.

Tvärsnittsarean för ledningarna måste vara sådan att deras uppvärmning under normal belastning inte når ett farligt värde. Anslutningspunkter och ledningsgrenar ska vara av god kvalitet och välisolerade. Invändiga ledningar ska läggas på ett sådant sätt att de är skyddade från mekaniska och kemiska skador och från fukt.

För att undvika en plötslig, farlig ökning av strömmen i en elektrisk krets under en kortslutning, är den skyddad av säkringar eller strömbrytare.

En betydande nackdel med likström är att dess spänning är svår att öka. Detta gör det svårt att överföra konstant elektrisk energi över långa avstånd.

Se även: Vad är växelström och hur skiljer den sig från likström