Courant continu — concepts généraux, définition, unité de mesure, désignation, paramètres
CC — courant électrique qui ne change pas dans le temps et dans la direction. Par direction actuelle prendre la direction du mouvement des particules chargées positivement. Dans le cas où le courant est formé par le mouvement de particules chargées négativement, sa direction est considérée comme opposée à la direction de mouvement des particules.
Strictement parlant, le « courant électrique continu » doit être compris comme « le courant électrique constant », conformément au concept mathématique de « valeur constante ». Mais en génie électrique, ce terme a été introduit dans le sens de "un courant électrique constant en direction et presque constant en amplitude".
Par "courant électrique d'amplitude pratiquement constante", on entend un courant dont les changements avec le temps sont si insignifiants en amplitude que, lorsque l'on considère les phénomènes dans le circuit électrique traversé par un tel courant électrique, ces changements peuvent être complètement négligés et donc , il est possible de ne négliger ni l'inductance ni la capacité du circuit.
Le plus souvent des sources de courant continu — cellules galvaniques, batteries, générateurs de courant continu et redresseurs.
En électrotechnique, les phénomènes de contact, les procédés chimiques (piles et batteries primaires), le guidage électromagnétique (machines génératrices électriques) sont utilisés pour obtenir du courant continu. Le redressement en courant alternatif ou en tension est également largement utilisé.
De toutes les sources d'e. etc. c) les sources chimiques et thermoélectriques, ainsi que les machines dites unipolaires, sont des sources idéales de courant continu. Les appareils restants donnent un courant pulsé qui, à l'aide d'appareils spéciaux, est lissé dans une plus ou moins grande mesure, ne s'approchant que du courant continu idéal.
Pour quantifier le courant dans le circuit électrique est utilisé notion d'ampérage.
Ampérage C'est la quantité d'électricité Q traversant la section transversale du fil par unité de temps.
Si pendant le temps I la quantité d'électricité Q s'est déplacée à travers la section transversale du fil, alors l'intensité du courant I = Q /T
L'unité de mesure du courant est l'ampère (A).
Densité de courant Il s'agit du rapport de courant I à la section transversale F du conducteur — I / F. (12)
L'unité de mesure de la densité de courant est l'ampère par millimètre carré (A/mm)2).
Dans un circuit électrique fermé, le courant continu se produit sous l'action d'une source d'énergie électrique qui crée et maintient une différence de potentiel à ses bornes, mesurée en volts (V).
La relation entre la différence de potentiel (tension) aux bornes du circuit électrique, la résistance et le courant dans le circuit s'exprime Loi d'Ohm... Selon cette loi, pour une section d'un circuit homogène, l'intensité du courant est directement proportionnel à la valeur de la tension appliquée et inversement proportionnel à la résistance I = U /R,
où je — ampérage. A, U — tension aux bornes du circuit B, R — résistance, ohms
C'est la loi la plus importante de l'électrotechnique. Pour plus de détails voir ici : Loi d'Ohm pour une section d'un circuit
Le travail effectué par le courant électrique par unité de temps (seconde) est appelé puissance et est désigné par la lettre P. Cette valeur caractérise l'intensité du travail effectué par le courant.
Puissance P = W / t = UI
Bloc d'alimentation - watts (W).
L'expression de l'intensité d'un courant électrique peut être transformée en remplaçant, selon la loi d'Ohm, la tension U produit IR. En conséquence, nous obtenons trois expressions pour la force du courant électrique P = UI = I2R = U2/ R
D'une grande importance pratique est le fait que la même puissance de courant électrique peut être obtenue à basse tension et à fort ampérage, ou à haute tension et à faible ampérage. Ce principe est utilisé dans la transmission de l'énergie électrique sur des distances.
Le courant qui traverse le fil génère de la chaleur et le chauffe. La quantité de chaleur Q libérée dans le conducteur est déterminée par la formule Q = Az2Rt.
Cette dépendance s'appelle la loi de Joule-Lenz.
Voir également: Lois fondamentales de l'électrotechnique
Sur la base des lois d'Ohm et de Joule-Lenz, vous pouvez analyser un phénomène dangereux qui se produit souvent lorsque des fils sont directement connectés les uns aux autres, fournissant du courant électrique à la charge (récepteur électrique). Ce phénomène est appelé court-circuit, lorsque le courant commence à circuler de manière plus courte, en contournant la charge. Ce mode est d'urgence.
La figure montre un schéma de connexion d'une lampe à incandescence EL au secteur. Si la résistance de la lampe R est de 500 ohms et que la tension secteur est U = 220 V, le courant dans le circuit de la lampe sera A = 220/500 = 0,44 A.
Schéma expliquant l'apparition d'un court-circuit
Considérons le cas où les fils de la lampe à incandescence sont connectés via une très faible résistance (Rst - 0,01 Ohm), par exemple une tige métallique épaisse. Dans ce cas, le courant du circuit approchant le point A se ramifiera dans deux directions : la majeure partie suivra un chemin de faible résistance - le long d'une tige métallique, et une petite partie du courant Azln - le long d'un chemin de haute résistance - vers un lampe à incandescence.
Déterminez le courant traversant la tige métallique : I = 220 / 0,01 = 22 000 A.
En cas de court-circuit (court-circuit), la tension secteur sera inférieure à 220 V, car un courant important dans le circuit entraînera une perte de tension importante, et le courant traversant la tige métallique sera légèrement inférieur, mais cependant, il dépassera la lampe à incandescence précédemment consommée.
Comme vous le savez, conformément à la loi de Joule-Lenz, le courant traversant les fils dégage de la chaleur et les fils s'échauffent. Dans notre exemple, la section transversale des fils est conçue pour un petit courant de 0,44 A.
Lorsque les fils sont connectés de manière plus courte, en contournant la charge, un courant très important traversera le circuit - 22000 A. Un tel courant entraînera le dégagement d'une grande quantité de chaleur, ce qui entraînera la carbonisation et l'inflammation de isolation, fusion du matériau du fil, endommagement des compteurs électriques, fusion par le contact des interrupteurs, disjoncteur, etc.
La source d'énergie électrique alimentant un tel circuit peut être endommagée. La surchauffe des fils peut provoquer un incendie. En conséquence, lors de l'installation et de l'exploitation des installations électriques, afin d'éviter les conséquences irréparables d'un court-circuit, les conditions suivantes doivent être respectées : l'isolement des fils doit correspondre à la tension du secteur et aux conditions d'exploitation.
La section transversale des fils doit être telle que leur échauffement sous charge normale n'atteigne pas une valeur dangereuse. Les points de connexion et les dérivations de câbles doivent être de bonne qualité et bien isolés. Les câbles internes doivent être posés de manière à être protégés des dommages mécaniques et chimiques et de l'humidité.
Pour éviter une augmentation soudaine et dangereuse du courant dans un circuit électrique lors d'un court-circuit, celui-ci est protégé par des fusibles ou des disjoncteurs.
Un inconvénient important du courant continu est que sa tension est difficile à augmenter. Il est donc difficile de transmettre une énergie électrique constante sur de longues distances.
Voir également: Qu'est-ce que le courant alternatif et en quoi diffère-t-il du courant continu