Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей — часть 539

Основы электротехники и электроники

1 – 2

3. Проводники, изоляторы и полупроводники

Некоторые материалы хорошо пропускают

электрический ток, а другие его не пропускают.
Материалы, обладающие минимальным
сопротивлением и свободно пропускающие
электрический ток, называются проводниками.
Материалы, обладающие большим сопротивлением
и не пропускающие ток, называются изоляторами.
Существуют также полупроводники, занимающие
промежуточное положение между проводниками и
изоляторами.

Полупроводники обладают свойствами

проводника или изолятора в зависимости от
внешних условий, таких как направление протекания
электрического тока, воздействие магнитного поля,
света, тепловое состояние и т.д.

Пример

Проводники

Серебро, медь, алюминий, железо, углерод

Изоляторы

Стекло, керамика, бакелит

Рис. 1-4

Полупроводники

Германий, кремний

4. Закон Ома

Напряжение, ток и электрическое сопротивление

связаны между собой определенными соотношениями.
Ток, протекающий между двумя соединенными
проводником точками с различными потенциалами,
прямо пропорционален напряжению (разности
потенциалов между указанными точками) и обратно
пропорционален электрическому сопротивлению
проводника. Эта зависимость известна как закон Ома .

<Закон Ома>

Ток (A) =

Напряжение (В)

Сопротивление (Ω)

R

U

I = [A]

U

R

U

I

R

I

R = [Ω]

U

I

U = [V]

I x R

I

R

U

Рис. 1-5

V

Нагрузка

I

R

+

+

-

-

Основы электротехники и электроники

1 – 3

5. Электрическая мощность

Вода протекающая по трубе вращает колесо. Чем

больше энергии получает колесо, тем быстрее оно
вращается.

Колесо

Величина работы, произведенной колесом в единицу

времени, называется мощностью, и она будет зависеть от
разности в уровнях воды между баками и количества воды
протекающей через трубу.

Применительно к электричеству Мощность зависит от

Напряжения и Силы тока. Чем больше напряжение и
сила тока, тем больше мощность.

Рис. 1-6

Величина работы, произведенной электрическим током

в единицу времени, называется электрической
мощностью. Единицей электрической мощности
является Ватт, обозначаемый сокращением Вт.

I

P

P

U

I

U

U

I

P

Электрическая мощность равна произведению

напряжения на ток.

P = [Вт]

U*I

Подстановка закона Ома в эти формулы позволяет вывести следующие зависимости:

P = U*I [Вт]

P = [Вт]

U

2

R

P = I

2

*R [Вт]

Запомните!

Основы электротехники и электроники

1 – 4

6. Последовательное и параллельное соединение резисторов

I

P

Ватт

Ампер

Различные элементы электрических цепей (источники напряжения, резисторы и т.п.) могут

быть соединены последовательно или параллельно.

(1) Последовательное соединение

При последовательном соединении ток I, проходящий

через резистор R

1

, проходит и через резистор R

2

, и

величина этого тока будет одинаковой для всех элементов
этой цепи:

I=I

1

=I

2

Сумма падений напряжений на каждом из резисторов будет равна напряжению питания V:

V = V

1

+ V

2

.

Обозначим полное сопротивление цепи как R и по закону Ома мы получим:

IR=IR

1

+IR

2

Следовательно, полное сопротивление электрической цепи при последовательном

соединении увеличивается и равно сумме величин сопротивлений всех входящих в эту цепь
элементов.

R=R

1

+R

2

Ом

R

Вольт

V

U*I U/R

I *R U/I

P/I

U

2

/R

U

2

/P

P/U

P/I

2

I

2

*R

√P/R

√P*R

Рис. 1-7

Основы электротехники и электроники

1 – 5

Пример:

V

R

1

I

1

I

2

R

2

V

1

= I x R

1

(200 K

Ω)

(300 K

Ω)

V

2

= I x R

2

-3

I = V/ R =12/(300+200) = 24 *10 А=24 мА

-3

V

1

= I x R

1

=24 *10 *300=7.2 В

-3

V

2

= I x R

2

=24 *10 *200=4.8 В

Рис. 1-8

(2) Параллельное соединение

При параллельном соединении ток источника питания I
делится на токи I

1

и I

2

, проходящие соответственно

через резисторы R

1

и R

2

:

I = I

1

+ I

2

Рис. 1-9

Падение напряжения на резисторе R

1

и падение напряжения на резисторе R

2

будут

одинаковыми и равными напряжению источника питания V:

V = V

1

= V

2

Обозначим полное сопротивление цепи как R и по закону Ома мы получим:

V/R=V/R

1

+V/R

2

Следовательно,

1/R=1/R

1

+1/R

2

При параллельном соединении общее сопротивление цепи уменьшается и становится

меньшим самого меньшего из сопротивлений. Чтобы вычислить обратную величину полного
сопротивления (проводимость) необходимо сложить обратные величины сопротивлений всех
элементов входящих в эту цепь.

В случае параллельного соединения двух элементов, получим:

2

1

2

1

R

R

R

R

R

+

=

В автомобиле чаще всего используется параллельное соединение потребителей.