3.2. ПОСТОЯННЫЙ ТОК.

Постоя́нный ток, DC (англ. direct current — постоянный ток) — электрический ток, параметры, свойства, и направление которого не изменяются (в различных смыслах) со временем.

Применение

Постоянный ток широко используется в технике: подавляющее большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. Переменный токиспользуется преимущественно для более удобной передачи от генератора до потребителя.

Иногда в некоторых устройствах постоянный ток преобразуют в переменный ток преобразователями (инверторами).

Источники постоянного тока

Простейшим источником постоянного тока является химический источник (гальванический элемент или аккумулятор), поскольку полярность такого источника не может самопроизвольно измениться.

Для получения постоянного тока используют также электрические машины — генераторы постоянного тока.

В электронной аппаратуре, питающейся от сети переменного тока, для получения постоянного тока используют выпрямитель. Далее для уменьшения пульсаций может быть использован сглаживающий фильтр и, при необходимости, стабилизатор тока или стабилизатор напряжения.

Током называется направленное движение заряженных частиц. Силой тока I называется изменение заряда Δq за время Δt:

Считается, что ток переносится положительно заряженными частицами. В самых распространенных проводниках — металлах — ток переносится отрицательными электронами, значит направление тока противоположно направлению движения электронов. Для постоянного тока I = const. Пусть сопротивление участка цепи R, напряжение на его концах U. Тогда сила тока выражается законом Ома:

При последовательном соединении проводников сопротивлением R₁, R₂,…, R_nсуммарное сопротивление R определяется формулой R = R₁ + R₂ + . + R_n. В этом случае сила тока через каждый элемент цепи одинакова.

При параллельном соединении проводников сопротивлением R₁, R₂,…, R_nсуммарное сопротивление R определяется формулой

В этом случае напряжение на каждом элементе цепи одинаково.

Сопротивление R отрезка провода длины l и площади поперечного сечения S определяется формулой

где ρ — удельное сопротивление — постоянная, зависящая от рода вещества.

При протекании по проводнику сопротивления R тока I, ток совершает работу A , которая выражается формулой

где Δt — время, которое течет ток. Учитывая закон Ома, A = U⋅l⋅Δt = U²Δt/R, где U напряжение на концах проводника. Электрической мощностью P называется следующая физическая величина P = A/Δt. Мощность P можно рассчитывать по формулам

Пусть у нас имеется цепь, состоящая из источника ЭДС ε с внутренним сопротивлением r и резистора сопротивления R. Сила тока l в этой цепи будет определяться законом Ома для полной цепи: