Электрический ток – основное понятие электротехники (05.10.2020 г.)

Потребители электроэнергии знакомы с понятием электрического тока со школьной скамьи. Однако немногие задумывались о его природе, классификации и значении этой величины для безотказного функционирования электрических сетей.

Электроток возникает при передвижении заряженных частиц в заданном направлении. Движение происходит под влиянием электрического поля. Частицы подразделяются на электроны, передвигающиеся по одному из проводников, и ионы, которые совершают движение в электролитной среде.

Ток возникает при следующих обстоятельствах:

• проводник, по которому проходят заряды, повышает свою температуру;

• в процессе электролиза, когда на электродах выделяются вещества, оставшиеся от протекания вторичных реакций;

• при образовании магнитного поля.

Ученые различают несколько видов токов, каждый из которых имеет особенности.

Классификация переменных токов

Переменный ток предполагает, что его значения и направление меняются в зависимости от времени. По-другому его определяют как движение частиц, которое не является постоянным. Переменные электротоки подразделяются на несколько типов, основной из них подчиняется синусоидальному закону.

В период возникновения переменного тока потенциал на концах проводников меняется по отношению к потенциалу другого конца проводника. Изменения идут поочередного с положительного к отрицательному заряду.

В результате возникает ток, который идет по разным направлениям, постоянно изменяя вектор движения. Сначала показатели подходят к амплитудному значению, потом резко падают. В определенный промежуток времени показатели становятся равны нулю, цикл постоянно повторяется.

Квазистационарный электроток является переменной величиной, подчиняется законам Ома и правилам Кирхгофа. Имеет постоянную силу по всей неразветвленной цепи. К квазистационарным токам относят токи, применяющиеся в промышленности. Исключением служат линии дальних передач, при их функционировании не может быть выполнено условие квазистационарности.

Пульсирующий ток, также относящийся к переменным типам электротоков, меняет только свои величины, а его направление остается постоянным.

Синусоидальный ток предполагает передвижение электрических зарядов по синусоиде.

Вихревые токи представляют собой замкнутые системы, которые проявляются в магнитных потоках. Другое их название – индукционные, их сила зависит от скорости магнитного потока. Движение частиц не идет по прямой, а образует вихреобразные потоки.

Образование вихревых потоков вызывает скин-эффект. Этот эффект подразумевает, что электроток переменного характера и магнитные потоки перемещаются на поверхности проводника. Вихревая электрическая энергия вызывает нагрев полупроводниковых материалов, в результате чего максимальная часть энергии теряется. Особенно эти показатели заметны в сердечниках катушек.

Ток в разных средах

Характеристики тока меняются в зависимости от среды, в которой движутся заряды. Возникновение ЭДС в металле приводит электроны в движение в сторону позитивного полюса. Возникает сопротивление проводников, материал нагревается.

В вакууме заряды не находят сопротивления и движутся, развивая околосветовые скорости. Для возбуждения тока в этой среде нужны источники возникновения электронов и положительный потенциал на электроде.

Не все жидкости служат проводниками, исключение составляют кислотные, соляные и щелочные растворы. Это среды с заряженными ионами.