Электрическая цепь постоянного тока и ее элементы

Простейшая электрическая установка состоит из источника энергии (генератора), приемника энергии и двух проводов, соединяющих зажимы генератора и приемника энергии.

Источник энергии преобразует любой вид энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и др.) в электромагнитную энергию, которую для краткости назвали электрической энергией. В приемниках энергии происходит обратный процесс превращения электрической энергии в другой вид.

Генератор с приемником и соединяющими их проводниками образует замкнутый контур, вдоль которого происходит непрерывное движение электрических зарядов и электромагнитных полей. Этот замкнутый контур составляет электрическую цепь.

Направленное движение электрических зарядов называется электрическим током. Электрический ток может возникнуть только при наличии замкнутой электрической цепи источника электродвижущей силы в ней. Электродвижущая сила (э. д. с.) является непосредственной при чиной возникновения электрического тока в замкнутой цепи.

Источник энергии или электродвижущей силы тем или иным путем (химическим электромагнитным, тепловым и др.) образует электрическое поле, создавая на своих зажимах разность электрических потенциалов или электрическое напряжение.

Электродвижущая сила характеризует электрическое поле, создаваемое источником, поэтому она измеряется величиной работы, затрачиваемой на перемещение электрических заряженных частиц по всей электрической цепи.

Э. д. д. измеряется, так же как электрическое напряжение и разности потенциалов, в вольтах.

Ток в цепи, вызванный э. д. с., совпадает с ней по направлению, во внешней цени, состоящей из соединительных проводников и приемника электрической энергии, ток течет от более высокого потенциала к более низкому.

Зажим источника, из которого ток поступает во внешнюю цепь, называется положительным (+). второй зажим (с более ним потенциалом) называется отрицательным (-).

Под величиной электрического тока понимается количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в  единицу времени. Единицей тока является ампер, равный такому току, при котором вез поперечное сечение проводника проходит в 1 секунду 1 кулон электричества.

Величина тока в электрической цепи определяется величиной э. д. с. и полным сопротивлением электрической цепи. Ток в цепи определяется по закону Ома.

Полезные ссылки по этой теме:

Что такое электрическое напряжение

Электрическая цепь и ее элементы

Источники ЭДС и тока: основные характеристики и отличия

Что такое напряжение, ток и сопротивление: как они используются на практике

Собственная и взаимная индуктивность

Поскольку электрический ток и связанный с ним магнитный поток являются двумя сторонами одного процесса, то всякое изменение электрического тока влечет за собой и изменение его магнитного потока, и наоборот, любое изменение магнитного потока должно согласно закону электромагнитного наведения вызывать появление э. д. с. в связанном с этим потоком контуре.

Наведение э. д. с. в контуре при изменении магнитного потока наблюдается также в том случае, когда изменение магнитного потока, связанного с данным контуром, является результатом изменения тока в каком-либо другом контуре, в поле которого находится рассматриваемый контур.

Явление наведения э. д. с. в контуре при изменении тока в этом же контуре называется явлением собственного наведения или собственного индуцирования, а величина, определяющая связь между изменением электрического тока и наводимой при этом э. д. с.,— собственной индуктивностью контура, цепи.

Явление наведения э.д. с. в одном контуре при изменении тока в другом контуре называется взаимным наведением или взаимным индуцированием, а величина, определяющая связь между изменением соответствующего тока и наводимой э. д. с. называется взаимной индуктивностью.

Термин "собственная и взаимная индуктивность" иногда (когда ясно, о какой индуктивности идет речь) для сокращения заменяют одним словом: индуктивность. 

Явление собственной индуктивности используется, в практике для создания устройств, которые служат для накапливания магнитной энергии, для получения резонансных явлений и в качестве индуктивных сопротивлений в цепях переменного тока.

Такие устройства называют индукционными или индуктивными катушками, а в случае, если цепь содержит стальной сердечник, иногда называют дросселями. 

Устройства, в которых используется взаимная индуктивность, известны под названием трансформаторов. Последние применяются в устройствах переменного тока для преобразования одного значения тока и напряжения в другие.

Смотрите также по этой теме:

Самоиндукция и взаимоиндукция

Потокосцепление и магнитный поток

Как работает трансформатор напряжения

Практическое применение закона электромагнитной индукции Фарадея

Логические элементы и их использование

B устройствах автоматики, вычислительной техники и связи передача и преобразование сигналов, т. е. обработка информации, производятся непрерывно или через определенные промежутки времени. Для этого используются системы непрерывного или соответственно системы дискретного действия. Обработка информации в дискретных системах осуществляется при помощи так называемых логических элементов, которые "анализируют" сигналы, поступающие на их входные зажимы.

Логические элементы, на сочетании которых основано устройство цифровых электронных вычислительных машин и дискретных систем автоматического управления, выполняют следующие простейшие операции: "и", "или", "не", "запоминание" и "выдержку времени".

Логический элемент "и" обеспечивает на выходе его сигнал или, как принято говорить, "выдает сигнал" только в том случае, если на всех его выходных зажимах одновременно присутствуют сигналы.

Логический элемент "или" выдает сигнал при наличии сигнала на любом из его входов.

Логический элемент "не" выдает сигнал при отсутствии сигнала на входе и, наоборот, не выдает его при наличии входного сигнала.

Элемент "запоминания" (памяти) сохраняет выходной сигнал, возникший под воздействием входного импульса, впредь до прихода следующего импульса.

Элемент выдержки времени осуществляет передачу поступающего сигнала с определенной выдержкой времени.

Смотрите подробнее по этой теме:

Логические элементы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и их таблицы истинности

Логические элементы в электрических схемах

Законы алгебры контактных схем

Основные положения и законы алгебры логики

Минимизация комбинационных схем, карты Карно, синтез схем

Анкерные, промежуточные, угловые, концевые и специальные опоры воздушных линий электропередачи

На воздушных электрических линиях применяются опоры анкерные, промежуточные, угловые, концевые и специальные.

Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепления на них проводов линии. Места установки их и линии определяются проектом. Анкерная опора по своей конструкции должна быть прочной, так как при обрыве провода с одной стороны линии она должна воспринять одностороннее тяжение проводов анкерного пролета с другой стороны линни. 

Анкерным пролетом называется расстояние между двумя анкерными опорами. Анкерный пролет на прямолинейных участках линни и зависимости от сечения проводов (чем выше сечение, тем меньше пролет) имеет длину от 5 до 10 км.

Промежуточные опоры служат только для поддержания проводов на прямых участках линии между двумя анкерными опорами. Из общего количества опор, устанавливаемых на линии, на долю промежуточных приходится 80 - 90%.

Угловые опоры служат для изменения направления трассы линии. В зависимости от угла поворота липни угловые опоры по назначению и конструкции могут быть изготовлены по типу промежуточных (при угле поворота до 20°) или по типу анкерных (при угле поворота от 20 до 90°).

Концевые опоры представляют собой опоры анкерного типа предназначены для установки в начале и конце линии. Если в анкерных опорах сила одностороннего тяжения проводов возникает только в аварийном режиме при обрыве одного или нескольких проводов с одной стороны линии, то на концевых опорах эта сила действует все время.

Специальные опоры повышенной высоты применяются при пересечении рек, железных и шоссейных дорог, при пересечении высоковольтными линиями других воздушных линий и естественных препятствии, т. е. в тех случаях, когда опоры нормальной высоты не обеспечивают необходимого расстояния от земли до проводов или между проводами пересекающихся линий.

Подробнее об этом смотрите здесь:

Виды и типы опор воздушных линий электропередачи

Высота опор воздушных линий электропередачи

Конструктивные параметры воздушных линий электропередачи

Расположение проводов на опорах воздушной линии электропередачи

Что такое энергосистема

Передачу электрической энергии на большие расстояния экономически выгодно осуществлять при высоких напряжениях. Поэтому вырабатываемая генераторами станции электроэнергия при напряжении до 10 - 15, 75 кВ подается на шипы закрытого распределительного устройства, а от них на открытую повышающую трансформаторную подстанцию, на которой генераторное напряжение повышается до 35, 110, 220 кВ и более. 

От сборных шин распределительного устройства подстанции по линиям электропередачи (ЛЭП) электрическая энергия передается па районные понизительные подстанции со вторичным напряжением 6 - 10 кВ, расположенные в зонах потребления электрической энергии.

От районных понизительных подстанций электрическая энергия подается на городские распределительные пункты (РП), от которых она распределяется между понизительными подстанциями, расположенными непосредственно около потребителей. Затем при напряжении 380/220 В  энергия по воздушным или кабельным сетям передается к электроприемникам. Иногда понизительные трансформаторные подстанции получают питание непосредственно от шин районной подстанции.

Мощные электростанции чаще всего объединяются при помощи ЛЭП высокого напряжения в единую энергосистему и работают параллельно на общую распределительную сеть. Такое объединение электрических станций повышает надежность электроснабжения потребителей.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процессов производства и распределения электрической и тепловой энергии, называется энергосистемой.

Подробнее здесь:

Энергосистема страны – краткая характеристика, особенности работы в различных ситуациях

Типы электрических станций

Как электроэнергия поступает с генераторов электростанций в энергосистему

Почему передачу электроэнергии на расстояние выполняют на повышенном напряжении

Номинальные напряжения генераторов и трансформаторов