Өткізгіштер және диэлектриктер

Өткізгіштер – электр өрісі пайда болған кезде электр тогы пайда болатын заттар. Өткізгіштер металдар және олардың қорытпалары, қышқылдар мен сілтілер (электролиттер) болып табылады.

Диэлектриктер – электр тогына төзімділігі жоғары материалдар. Диэлектриктер пластмасса, резеңке, қағаз, ағаш, тас, шыны, текстолит, керамика болып табылады.

Қарсылық

Резистор – электр тогының өту жолында кедергісі бар электр тізбегінің элементі.

Ом – кедергіні өлшеу бірлігі. Резистор оған қолданылатын кернеуге әсер етеді. Резистордың сыртқы беті неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ол қуатты сіңіре алады. Сондай-ақ сымдардың кедергісін ескеру қажет. Қажетті қуатты тарата алмайтын сым немесе резистор қатты қызады, оның кедергісі күрт артады және ақырында жанып кетеді. Сондықтан резисторларда басқа параметр де көрсетіледі – қуаттың диссипациясы (0,125, 0,25, 0,5, 1, 2,5 және одан да көп ватт).

Екі резисторды тізбектей жалғауға арналған формула: R=R1+R2

Екі резисторды параллель қосуға арналған формула: R=R1*R2/R1+R2

Электр кернеуі

Электр кернеуі вольтпен (В) өлшенеді, вольтметрмен өлшенеді, ол жүктемеге немесе қуат көзінің полюстеріне параллель қосылады. Желілік және нөлдік сымдар арасындағы кернеу фазалық кернеу деп аталады және 220 вольтқа (Uf) тең. Екі желілік сым арасындағы кернеу желілік кернеу деп аталады және 380 вольтқа (Ul) тең.

Uл=v3Уф=1,73*220В=380В

Кәдімгі желіде желілік кернеу 380В, ал фазалық кернеу 220В. Сондай-ақ желілік кернеуі 220В, ал фазалық кернеуі 127В болатын ескі желілер де бар.

Айнымалы электр тогы

Электр тогы – электрондардың бағытталған қозғалысы.

Ток күші – ампермен (А) өлшенеді, жүктемеге тізбектей жалғанған амперметрмен өлшенеді.

Айнымалы ток жиілігі 50 период, жиілігі 50 Гц өзгереді.

Жиілігі 50 Гц айнымалы ток секундына 50 рет бағыты мен шамасын өзгертеді және синусоидалы заң бойынша өзгереді.

Айнымалы ток кезінде электрондар қозғалыс бағытын өзгертеді, қуат көзінің полярлығының өзгеруінің толық циклі деп аталады тербеліспен.

Кезең – токтың бір толық тербеліс жасайтын уақыт аралығы.

Жиілігі – периодтың кері шамасы, секундына периодтар саны герцпен (Гц) өлшенеді.

Жүктемедегі ток пен кернеу жоғарылайды және азаяды, ал олардың минималды және максималды мәндерінің арасындағы айырмашылық деп аталады амплитудасы бойынша.

Жиілігі мен амплитудасы бірдей үш айнымалы ток бір-біріне қатысты фазадан 120 градусқа немесе периодтың үштен біріне ығысып, а түзеді үш фазалы жүйе.

Үш фазалы жүйенің әрбір жеке тізбегі қысқартылған түрде аталады фазамен.

Тұрақты электр тогы

Тұрақты ток көздерінде (аккумуляторларда, аккумуляторларда) ток күші, кернеу бағытын өзгертпейді, сыртқы тізбектегі ток әрқашан оң потенциалдан теріс потенциалға ауысады. Тұрақты токтың электр тізбегі электр энергиясының көзінен, электр энергиясын қабылдағыштан және қосқыш сымдардан тұрады. Егер тұйықталған электр тізбегі аккумулятордан және резистордан тұрса, онда аккумулятор – электр энергиясының көзі, резистор – электр энергиясын қабылдағыш, осы элементтерді қосу үшін байланыстырушы сымдар бар.

Ом заңы

Тізбек қимасындағы ток кернеуге тура пропорционал және тізбек қимасының кедергісіне кері пропорционал.

Ом заңының формулалары: I=U/R, R=U/I, U=I*R

Кернеу артқан сайын ток бірдей кедергіде артады. Қарсылық неғұрлым көп болса, сол кернеудегі ток соғұрлым аз болады.

Электр қуаты

Жүктеме арқылы жұмсалатын энергия ваттпен өлшенетін электр қуаты деп аталады.

S – толық қуат, құрамында белсенді және реактивті компоненттер бар, электр көзінен тұтынылады, вольт-ампермен (VA) өлшенеді, бұл мән айнымалы ток құрылғыларының тақтайшаларында көрсетілген.

S = IU = U²/R= √(P2+Q2)

P – белсенді қуат, энергияның басқа түрлеріне – жылу, механикалық және т.б. түрлендіруге болатын, ваттпен (Вт) өлшенетін электр энергиясымен байланысты, жұмысты орындау үшін пайдалануға болатын пайдалы қуатты білдіреді.

P = IUcosφ – бір фазалы тізбек үшін,

P = v3IUcosφ – үш фазалы тізбек үшін,

P = U*I – тек белсенді кедергісі бар тізбекте.

Q – реактивті қуат, көзі мен тұтынушы арасындағы электр энергиясының алмасуымен байланысты, реактивті вольт-ампермен (var) өлшенеді, кезеңдегі қуаттың орташа мәні нөлге тең болғанда, белсенді қуат нөлге тең болғанда, индуктивтіліктің магнит өрісі арқылы жинақталған энергия, көзге қайта оралады, тізбектегі ток жұмыс істемейді, реактивті ток энергия көздерін және электр беру желілерінің сымдарын пайдасыз жүктейді. Реактивті энергия көздері индуктивтілігі бар элементтер болуы мүмкін – электр қозғалтқыштары, трансформаторлар. Тұтынушылардың қысқыштарындағы реактивті қуатты азайту үшін конденсаторлар тізбектей немесе параллель қосылады.

Q = IUsinφ – бір фазалы тізбек үшін,

Q = v3IUsinφ – үш фазалы тізбек үшін

Ток пен кернеу арасындағы фазалық ығысу φ бұрышымен белгіленеді. Қуат коэффициенті – белсенді қуаттың жалпы қуатқа қатынасына тең шама, cosφ шамасы кернеу мен ток арасындағы фазалық ығысу бұрышына тең, ол неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жақсы. Жүктемені cosφ бірлікке жақын болатындай етіп жасауға тырысу керек (іс жүзінде 0,85 – 0,9, одан әрі 1-ге дейін көтеру экономикалық тұрғыдан ақталмайды).