"Электротехнические средства инженерного вооружения (с основными сведениями по электротехнике). Пособие для военно-инженерных училищ Красной Армии. Второе, исправленное и дополненное издание" - читать интересную книгу автора (Балуев В.)

ток по нескольким направлениям, он называется переключателем (рис. 37).
Устройство рубильника изображено на рис. 38. На изоляционном основании (/) укреплены два зажима (2), которые могут сое-
Рис. 37. Переключатель
диняться между собой при помощи контактного ножа (3) рубильника. Замыкание и размыкание цепи происходят в то время, когда при помощи рукоятки|Г(4) контактный нож соединяет или разъединяет зажимы (2). Устройство рубильника, размыкающего сразу два проводника электрической цепи, изображено на рис. 39. Эти рубильники находят наибольшее применение на подвижных станциях постоянного тока.
Известны следующие действия электрического тока: тепловое, магнитное и химическое.
Тепловое действие электрического тока заключается в том, что ток, проходя по проводникам, нагревает их. Это действие электрического тока
используется практически при применении электрических нагревательных приборов, электрических ламп, электросварки и пр.
Рис. 38. Рубильник:
1-изоляционная подставка; S-зажимы; 3 - контактный нож; 4 - рукоятка
Рис. 39. Двухполюсный рубильник
Рис. 40. Магнитное действие электрического тока
Магнитное действие электрического тока проявляется в создании в пространстве, окружающем проводник с током, магнитных сил. Магнитная стрелка, расположенная вблизи проводника с током,
34
ч з з]
2
^^-ллшъ-*-1
стремится стать перпендикулярно к направлению тока в проводнике (рис. 40). Магнитное действие электрического тока используется в электрических машинах: генераторах, электродвигателях и пр.
Химическое действие электрического тока заключается в том, что, пропуская его через электролиты (растворы кислот, солей и оснований), можно химически разложить их на составные части, например, можно выделить медь из раствора медного купороса. Практически химическое действие электрического тока используется при покрытии металлических вещей, легко поддающихся окислению, металлами, трудно окисляющимися, например слоем никеля, серебра и т. д. (гальваностегия), для электрического рафинирования (очистки) металлов и в гальванопластике.
9. Постоянный и переменный электрический ток
Электрический ток характеризуется направлением и величиной, или, как говорят, силой тока.
Во время работы генератора электроны перемещаются вдоль проводников, составляющих цепь, в каком-либо определенном направлении. Следовательно, за направление электрического тока следовало бы принять направление * .[ движения отрицательного электричества. Однако ' ^ принято, что "ток есть движение условного положительного электрического заряда от плюсового зажима источника энергии к его минусовому зажим у" (рис. 41). Величина тока, текущего в проводнике, определяется количеством электричества (электро- Рис. 41. Направле-нов), протекающим через поперечное сечение ние электрическо-
s~\ ГО ТОТ^Я *
проводника за единицу времени. Следовательно, количество электричества, протекающего через е^ик^э^кУ^не?-поперечное сечение проводника в единицу време- гии; з -провода ни, называется силой тока.
Если обе характеристики электрического тока постоянны и с течением времени не меняются, то электрический ток называется п о-стоя иным. Всякий изменяющийся ток называется переменным током. Следовательно, электрический ток, который изменяет с течением времени свою величину или направление, является током переменным. Практически, как увидим дальше, переменный ток получил наибольшее распространение в виде однофазных и трехфазных систем.
Постоянный электрический ток может проходить только в замкнутой цепи. Если за время t через некоторое поперечное сечение в каком-либо проводнике равномерно прошло количество электричества Q, то, в соответствии с определением силы постоянного тока /, последняя будет равна:
/-4 ,
Всякий источник постоянного тока (например генератор) имеет два зажима для включения его в цепь электрического тока. Эти
3* 35
зажимы называются полюсами, а иногда борнами, клеммами. Один из полюсов, обозначаемый знаком плюс ( + ), называется положительным, а другой - со знаком минус (-) - отрицательным.
10. Напряжение
Как уже отмечалось выше, причиной возникновения электрического тока является действие электродвижущей силы, получаемой в электрических генераторах. Вследствие смещения электронов на отрицательном зажиме генератора постоянного тока получается избыток электронов, а на положительном зажимг недостаток их. В этом случае говорят, что зажимы имеют разные потенциалы или разные электрические уровни.
Разность потенциалов на зажимах генератора, создаваемая и поддерживаемая его э. д. с., называется напряжением. При разомкнутой цепи напряжение на зажимах генератора численно равно его з. д. с.
Действие напряжения можно сравнить с действием воды в двух сосудах, соединенных друг с другом трубкой и поставленных на разных уровнях (рис. 42). Вода из первого сосуда под действием напора (напряжения) будет течь во второй сосуд. Действие э. д. с. в источнике электрической энергии можно уподобить работе насоса (3), подающего воду из второго сосуда в первый сосуд. При работе насоса поддерживается непрерывно разность уровней воды, точно так же при работе электрического генератора поддерживается разность электрических уровней или потенциалов (напряжения) на зажимах. Если соединить зажимы источника электрической энергии проводником, то электроны получат возможность перемещаться от отрицательного к положительному зажиму, где был их недостаток, и таким образом по замкнутой цепи пойдет электрический ток.
11. Сопротивление и проводимость
При прохождении электрического тока по проводнику последний оказывает ему противодействие, которое объясняется тем, что в своем движении электроны, проходя между атомами, преодолевают некоторое сопротивление, получающееся вследствие столкновения электронов с атомами и молекулами.
Противодействие (препятствие), которое проводник оказывает при прохождении электрического тока, называется электрическим сопротивлением проводника. Сопротивление зависит от материала проводника, его размеров и температуры. Рассматривая замкнутую электрическую цепь, мы можем говорить: 1) о внешнем сопротивлении (сопротивлении проводников, соединяющих зажимы электрического генератора с приемником, включая и сопротивление последнего) и 2) о внутреннем сопротивлении электрического генератора.
36
Рис. 42. Аналогия электрических явлений с процессами в гидравлике:
1 и 2 - сосуды, наполненные водой; 3 - насос
Если обозначить внешнее сопротивление буквой Rlt а внутреннее jR0, то полное сопротивление R замкнутой электрической цепи будет
R = R1 + RU. (3)
Электрической проводимостью называется величина, обратная сопротивлению, т. е. если сопротивление проводника будет R,
то проводимость будет -. Проводник с большим сопротивлением
К
имеет малую проводимость, и наоборот. Понятие проводимости вводится потому, что электрические свойства материала могут быть оценены не только со стороны сопротивления, оказываемого им электрическому току, но и со стороны его способности проводить электрический ток.
Скорость распространения электрического тока нельзя смешивать со скоростью поступательного движения электронов при электрическом токе. Если скорость поступательного движения электронов всего несколько миллиметров в секунду, то скорость распространения электрического тока по проводникам равна скорости прохождения' света (300000 км в секунду).
12. Практические единицы электрических величин
Сила тока, текущего в замкнутой цепи, определяется количеством электричества, протекающего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Силу тока измеряют в амперах. Сокращенным обозначением единицы силы тока служит начальная буква слова "ампер" - А или в русской литературе - а.
Наиболее точно измерение силы тока может быть произведено на основании химического действия тока.
За международную единицу силы тока - ампер - принята сила постоянного тока, который, протекая через водный раствор азотнокислого серебра, отлагает 1,118 мг серебра в 1 секунду.