Doğru akım - genel kavramlar, tanım, ölçü birimi, atama, parametreler
DC — zamanda ve yönde değişmeyen elektrik akımı. Başına mevcut yön pozitif yüklü parçacıkların hareket yönünü alır. Akımın negatif yüklü parçacıkların hareketinden oluşması durumunda, yönünün parçacıkların hareket yönüne zıt olduğu kabul edilir.
Kesin olarak, "doğru elektrik akımı", matematiksel "sabit değer" kavramına uygun olarak "sabit elektrik akımı" olarak anlaşılmalıdır. Ancak elektrik mühendisliğinde bu terim, "yön olarak sabit ve büyüklük olarak neredeyse sabit bir elektrik akımı" anlamında tanıtıldı.
"Elektrik akımının büyüklüğünde pratik olarak sabit" ile, zamanın geçmesiyle değişimleri büyüklük olarak o kadar önemsiz olan bir akım kastedilmektedir ki, bu tür bir elektrik akımının içinden geçtiği elektrik devresindeki olaylar dikkate alındığında, bu değişiklikler tamamen ihmal edilebilir ve bu nedenle , devrenin ne endüktansını ne de kapasitansını göz ardı etmek mümkündür.
Çoğu zaman doğru akım kaynakları — galvanik hücreler, piller, DC jeneratörler ve doğrultucular.
Elektrik mühendisliğinde, doğru akımı elde etmek için temas olayları, kimyasal işlemler (birincil hücreler ve piller), elektromanyetik kılavuzluk (elektrikli makine jeneratörleri) kullanılır. AC veya voltaj doğrultma da yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tüm e kaynaklarından. vesaire. c. kimyasal ve termoelektrik kaynaklar ile sözde tek kutuplu makineler ideal doğru akım kaynaklarıdır. Geri kalan cihazlar, özel cihazların yardımıyla az ya da çok yumuşatılan, yalnızca ideal doğru akıma yaklaşan titreşimli bir akım verir.
Elektrik devresindeki akımı ölçmek için kullanılır amper kavramı.
Amperaj Birim zamanda telin enine kesitinden akan elektrik Q miktarıdır.
I süresi boyunca Q elektrik miktarı telin enine kesitinden geçerse, o zaman akım gücü I = Q /T
Akım için ölçü birimi amperdir (A).
Akım yoğunluğu Bu akım oranı I iletkenin kesit alanı F'dir — I / F. (12)
Akım yoğunluğunun ölçü birimi amper/milimetre karedir (A / mm)2).
Kapalı bir elektrik devresinde, terminalleri arasında volt (V) cinsinden ölçülen bir potansiyel farkı oluşturan ve koruyan bir elektrik enerjisi kaynağının etkisi altında doğru akım oluşur.
Elektrik devresinin uçlarındaki potansiyel fark (voltaj), direnç ve devredeki akım arasındaki ilişki ifade edilir Ohm yasası... Bu yasaya göre homojen bir devrenin bir bölümü için akımın gücü uygulanan voltajın değeri ile doğru orantılı ve direnç ile ters orantılıdır I = U /R,
nerede ben - amper. A, U — devrenin uçlarındaki gerilim B, R — direnç, ohm
Bu, elektrik mühendisliğinin en önemli yasasıdır. Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Devrenin bir bölümü için Ohm yasası
Elektrik akımının birim zamanda (saniye) yaptığı işe güç denir ve P harfi ile gösterilir. Bu değer, akımın yaptığı işin yoğunluğunu karakterize eder.
Güç P = W / t = UI
Güç kaynağı birimi - watt (W).
Bir elektrik akımının gücünün ifadesi, Ohm yasasına göre, U ürünü IR gerilimi değiştirilerek dönüştürülebilir. Sonuç olarak, elektrik akımının gücü için üç ifade elde ederiz P = UI = I2R = U2/ R
Aynı elektrik akımı gücünün düşük voltaj ve yüksek amperde veya yüksek voltaj ve düşük amperde elde edilebilmesi büyük pratik öneme sahiptir. Bu prensip, elektrik enerjisinin mesafeler üzerinden iletilmesinde kullanılır.
Telden geçen akım ısı üretir ve onu ısıtır. İletkende salınan Q ısı miktarı, Q = Az2Rt formülü ile belirlenir.
Bu bağımlılığa Joule-Lenz Yasası denir.
Ayrıca bakınız: Elektrik mühendisliğinin temel yasaları
Ohm ve Joule-Lenz yasalarına dayanarak, teller doğrudan birbirine bağlandığında ve yüke elektrik akımı sağladığında (elektrik alıcısı) sıklıkla meydana gelen tehlikeli bir olguyu analiz edebilirsiniz. Bu fenomen denir kısa devre, akım yükü atlayarak daha kısa bir şekilde akmaya başladığından. Bu mod acil durum.
Şekil, bir EL akkor lambasını şebekeye bağlamak için bir şema göstermektedir. R lambasının direnci 500 ohm ve şebeke gerilimi U = 220 V ise lamba devresindeki akım A = 220/500 = 0,44 A olacaktır.
Kısa devre oluşumunu açıklayan diyagram
Akkor lambaya giden tellerin çok düşük bir dirençle (Rst — 0,01 Ohm), örneğin kalın bir metal çubukla bağlandığı durumu düşünün. Bu durumda, A noktasına yaklaşan devre akımı iki yöne ayrılacaktır: çoğu metal bir çubuk boyunca düşük dirençli bir yol izleyecek ve Azln akımının küçük bir kısmı yüksek dirençli bir yol boyunca bir A noktasına ulaşacaktır. akkor lamba.
Metal çubuktan geçen akımı belirleyin: I = 220 / 0,01 = 22.000 A.
Kısa devre (kısa devre) durumunda, şebeke gerilimi 220 V'tan az olacaktır, çünkü devredeki büyük bir akım büyük bir gerilim kaybına neden olur ve metal çubuktan geçen akım biraz daha küçük olur, ancak ancak daha önce tüketilen akkor lambayı aşacaktır.
Bildiğiniz gibi Joule-Lenz yasasına göre tellerden geçen akım ısı verir ve teller ısınır. Örneğimizde, tellerin kesit alanı 0,44 A'lik küçük bir akım için tasarlanmıştır.
Kablolar yükü atlayarak daha kısa bir şekilde bağlandığında, devreden çok büyük bir akım akacaktır - 22000 A. izolasyon, tel malzemenin erimesi, elektrik sayaçlarının zarar görmesi, anahtarların teması yoluyla erime, bıçak kırıcı vb.
Böyle bir devreyi besleyen elektrik enerjisi kaynağı zarar görebilir. Kabloların aşırı ısınması yangına neden olabilir. Sonuç olarak, elektrik tesisatlarının kurulumu ve işletimi sırasında kısa devrenin onarılamaz sonuçlarını önlemek için aşağıdaki koşullara uyulmalıdır: kabloların yalıtımı şebeke voltajına ve çalışma koşullarına uygun olmalıdır.
Tellerin kesit alanı, normal yük altında ısınmaları tehlikeli bir değere ulaşmayacak şekilde olmalıdır. Bağlantı noktaları ve kablo dalları kaliteli ve iyi yalıtılmış olmalıdır. Dahili kablolar, mekanik ve kimyasal hasarlardan ve nemden korunacak şekilde döşenmelidir.
Kısa devre sırasında elektrik devresinde ani ve tehlikeli bir akım artışını önlemek için devre sigortalar veya devre kesicilerle korunur.
Doğru akımın önemli bir dezavantajı, voltajının yükseltilmesinin zor olmasıdır. Bu, sürekli elektrik enerjisinin uzun mesafelere iletilmesini zorlaştırır.
Ayrıca bakınız: Alternatif akım nedir ve doğru akımdan farkı nedir?