должность радиотелефониста

Для проведения занятий курса индивидуального

Первоначального обучения лиц, впервые принятых на

должность радиотелефониста

(постоянно действующий)

Тема: Электрический ток и его источники

Вид занятия: классно-групповое

Отводимое время: 2 часа

Цель занятия: Ознакомление понятием об электрическом токе и его источниках

1. Литература, используемая при проведении занятий:

- Программа подготовки личного состава подразделений ГПС МЧС России от 29 декабря 2003 года,

- ПУЭ Главгосэнергонадзор России Москва 1998 год

2. Развернутый план занятия

№ п/п	Учебные вопросы (включая контроль занятий)	Время (мин)	Содержание учебного вопроса, метод отработки и материальное обеспечение (в т.ч. технические средства обучения) учебного вопроса
1.	Основная часть Электрический ток и его источники Ток высокого и низкого напряжения. Проводники и диэлектрики. Магнитные свойства электрического тока. Область применения электромагнитов в аппаратуре связи и общее понятие в работе приборов. Источники электротока. Гальванические элементы Аккумуляторы (щелочные и кислотные) Устройство и их емкость. Понятия о генераторах, преобразовате-лях и выпрямителях.		Электрический ток и его источники Вся деятельность человека связана с электричеством и отдых, и работа Электрическим током называются направление (упорядоченное) движение электрических зарядов. Электрический ток возникает, в проводнике, лишь при наличии на концах проводников разных потенциалов, т.е. тогда, когда в проводнике существует электрическое поле. Следовательно, для получения тока в проводнике необходимо поддерживать на его концах разные потенциалы. Источником тока являются электрические машины, гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы и др. Ряд соединительных между собой проводников с источником тока составляют замкнутую электрическую сеть. Сила тока и его измерение: Величина, измеряемая отношением заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за какой-нибудь промежуток времени, величина этого промежутка называются силой тока или простой ток. Если за секунду через поперечное сечение проводника проходит заряд, то ток будет определяться следующим равенством: За единицу тока принимают один ампер. В системе СИ ампер является основной единицей и определяется по магнитным действиям тока. Приборы для измерения тока называются амперметрами. Понятие о постоянном и переменном токе. Если в замкнутой электрической цепи разность потенциалов двух любых точек проводника не меняется, то ток, текущий по этой цепи является постоянным током. Внутри проводника при этом существует постоянное электрическое поле. При постоянном токе за равные промежутки времени через поперечное сечение проводника в любом участке неразветвленной цепи протекает одинаковый по величине заряд. Ток, возникающий в витке, при равномерном его вращении в однородном магнитном поле измеряются синусоидально. Такой ток называется синусоидальным током. Если рамку соединить с внешней частью цепи, то в цепи появляются переменный ток. Для соединения рамки с внешней цепью используются кольца, укрепленные на той же оси, на которой укреплена и вращается рамка. Мгновенное качение переменного тока все время изменяется, колеблясь между нулем и некоторым наибольшим значением его. Тем не менее мы измеряем переменный ток, как и постоянный в амперах. Так, например, мы говорим, что в лампочке идет ток в 0,5 А, а по спирали нагревательного прибора ток в 5 А и т. д. Переменный ток не годится для зарядки аккумуляторов, его нельзя использовать для технических применений электролиза. Ток высокого и низкого напряжения. Преимущество электрической энергии перед другими видами заключается главным образом в том, что передачу ее можно осуществлять с относительно малыми потерями на большие расстояния. Шатурская станция, например передает эл. Энергию в Москву по линии длинной 130 км. При передачи эл. Энергии на расстояния неизбежны потери энергии в линии эл. Передачи, так ток проходя по проводам нагревает/ их. Чтобы передача эл. Энергии была экономично выгодной, необходимо потери при нагревании сделать возможно малыми. Таким образом, при передачи на больщие расстояния пользуется напряжением в 3300, 6600, 110000 и т. д. Чем длиннее линия передачи, тем выше напряжение в ней. Чтобы иметь токи низкого напряжения и высокого пользуется трансформаторами. На основе работы его лежит явление электромагнитной индукции. В том случае, когда нужно повысить напряжение, вторичные обмотка устраивается с большим числом витков. В случае когда надо понизить напряжение вторичное обмотка берется с меньшим числом витков, понижающий трансформатор. Проводники и диэлектрики. Различные тела, как известно, по своим электрическим свойством делятся на проводники и непроводники (диэлектрики). В проводниках имеется свободные электрические заряды. Свободные электроны в методическом проводнике, помещенные в электрическое поле, под действием сил поля будут перемещаться в направлении противоположном направленности поля. Проводник, помещенный в электрическое поле, электризуется. Электризация через влияние можно объяснить явление притяжение между наэлектризованным и не наэлектризованными телами и передачу электрического заряда при соприкосновении этих тел. В отличии от проводников в диэлектриках почти не существует электрических зарядов. Внутри атомов молекул диэлектриков отрицательно и положительно частицы связаны между собой электрическими силами, но не абсолютно жестко а могут в известной мере смещаться под действием приложенных к ним сил. В проводниках имеются свободные заряды, а в диэлектриках заряды связаны. Магнитные свойства электрического тока. Мы знаем, что под действием сил электрического поля происходит движения заряженных частичек - электронный ток в металлах и вакууме, и ионный ток в жидкостях и в газах. Одно из важнейших свойств движущихся зарядов проявляется под взаимодействием проводников по которым проходят эл. ток. Протягиваются проводники тогда, когда токи в них направлены в одну сторону, а отталкиваются тогда, года токи движутся противоположно. Силы, которые проявляются под воздействием тока, при действии магнита на ток или тока на магнит, имеют одну и ту же природу. Их называют магнитными силами. И так, где есть эл. ток, существует и магнитное поле. Электрический ток и магнитное поле не отделимы друг от друга. Следует ожидать поэтому, что если мы поместим проводник с током в магнитное поле, например в поле постоянного магнита, то на него будет действовать сила. Уберем магнит и проводник действовать не будет. Изменения направления током или направления силовых линий магнитного поля, мы замечаем, что меняется и направления движения проводника. Направление действующий на проводник с током силы на магнитное поле можно определить пользуясь правилом левой руки. Движения проводника с током в магнитном поле имеет огромное применение: в электродвигателях, в измерительных приборах с вращающейся подушкой и во многих других устройствах. Область применения электромагнитов в аппаратуре связи и общее понятие в работе приборов. Источники электротока. Катушки с железным сердечником внутри называются электромагнитами. В зависимости от назначения эл. магниты изготовляют самых разных форм. Применение эл. магнитов электрическом звонке, телеграфе, электромоторе, генераторе было уже рассмотрено нами. В основе устройства эл. магнитного прибора лежат явления взаимодействия магнитного поля, катушки и на магниченного ею куска железо. Приборы электромагнитной системы могут применятся для измерения в целях постоянного и переменного тока, они имеют неравномерную шкалу. Всем хорошо известная телефонная трубка. На одном конце этой трубки укреплен телефон, а на другом телефон, воспринимающий звуки человеческого голоса и вызывающих соответствующие изменения тока в цепи. Основными деталями являются мембрана и угольный порошок, заключенный в углублении угольной колодки. Угольная колодка закреплена в корпусе и изолирована от него прокладкой. На дне корпуса тоже изолированного от него укреплен неподвижный электрод. Электрический ток проходит через мембрану, угольный порошок, угольную колодку и электрод. Как работает микрофон? Когда на мембрану микрофона не пободают звуковые волны, тогда сопротивление порошка в нем неизменно и ток в цепи постоянен. Звуковые волны, попадающие в мембрану микрофона, проводят ее в колебание. Мембрана, колеблясь, вызывают плотности контактов между отдельными зернышками порошка. Вследствие этого сопротивление порошка в микрофоне изменяется, что вызывает изменения тока в цепи и эти изменения происходят в соответствии и колебаниями мембраны. Ток в цепи микрофона становятся пульсирующим. Таким образом, звуковые колебания в микрофоне вызывают изменения электрического тока, который под проводом идет в телефон. В корпусе телефона находится магнит со стальными полюсами наконечниками, на которые надеты катушки из очень тонкого провода. Обмотки катушек соединены последовательно с друг другом. На корпусе лежит мембрана представляющая собой тонкую пластинку (стальная) круглой формы. Между мембраной и полюсными наконечниками имеются небольшой воздушный зазор. Крышка прижимает мембрану, к корпусу. Если в катушках телефона нет тока, то мембрана притягивается к полюса магнита с некоторой постоянной силой. Под действием изменяющегося магнитного поля мембрана телефона будет колебаться, приводя в колебания прилегающий к ней силой воздуха. В результате слушатель услышит в трубке те слова, которые в это время произносят в микрофон его собеседник. Гальванические элементы. В основу устройства гальванических элементов легло явление взаимодействия металла с электричеством, приводящие к возникновению в замкнутой цепи эл. тока. Явление это было открыто в конце XVIII века итальянским ученным Гальвани, в честь которого новые источники тока были названы гальваническими элементами. Гальванические элементы состоят из двух химических различных электродов, опущенных тот или иной электролит. Взаимодействуя с серной кислотой цинковый электрод, отдает в раствор положительный ионы цинка, а сам при этом заряжается отрицательно. В растворе же образуется избыток положительных ионов водорода. Однако, если второй электрод будет также из цинка то оба они будут находится в растворе в совершенно одинаковых условиях, и между ними не будет не какой разницы потенциалов. Если в качестве второго электрода взять медную пластинку, которая очень мало растворяется в растворе серной кислоты, то между ними возникает разность потенциалов порядка I, I В. Если теперь соединить металлическим проводником цинковый электрод с медным то, вследствие наличия разности потенциалов между ними, свободные электроны в порядке будут двигаться от цинка к меди. По замкнутой цепи, состоящей из элемента проводников будет идти электрический ток. Аккумуляторы (щелочные и кислотные) При работе гальванических элементов расходуются электроды и раствор, поэтому по истечении некоторого времени их приходится заменять новыми. Химические процессы в гальванических элементах необратимы. Существуют источники тока, работающие на принципе обратимости химических процессов. Таким источниками тока являются аккумуляторы. Аккумуляторы бывают кислотные и щелочные. Устройство и их емкость. Для увеличения емкости аккумуляторов, поскольку емкость простейшего аккумулятора, очень мала, положительные и отрицательные пластины изготавливаются в виде решетчатых свинцовых пластин, покрытых активной массой. Положительные пластины состоят из целого ряда скрепленных между собой параллельных свинцовых ребер, для увеличения поверхности ЭДС кислотного аккумулятора сразу по прекращению зарядки 2,7 в. В начале работы его она быстро падает. В настоящее время широкое распространение получили щелочные аккумуляторы. В этих аккумуляторах электролитом служит 20 % водный раствор щелочи. Пластины этих аккумуляторов состоят из стальных решеток с кармашками. Аккумуляторы находят самое разнообразное применение. Так, например батарей аккумуляторов питают током двигатели подводных лодок во время подводного плавания. Аккумуляторы используются в автомобили для освещения на стоянке, для пуска автомобильного двигателя. Широкое применение находят аккумуляторы в различных лабораторных измерениях. Понятия о генераторах, преобразователях и выпрямителях. Машины, превращающие механическую энергию в энергию электрического тока, называются генераторами. Действие их основано на явлении электромагнитной индукции. Простейшей схемой, генератора может служить проводник в виде рамки, вращающийся вокруг оси в магнитном поле постоянного магнита. При вращении рамки в ней возникает переменный ЭДС. Если рамку соединить с внешней рамкой частью цепи, то в цепи появится переменный ток. Однако такой тип генератора такого переменного тока с неподвижной магнитной системой и вращающимися витками, в которых возбуждается ЭДС, строится сравнительно мало, редко. Это вызвано тем, что при помощи подвижных контактов практически невозможно отводить от генератора ток высокого напряжения из-за сильного искрения в подвижных контактах. Поэтому почти во всех генераторах переменного тока обмотку, в которой индуктируется ЭДС, устанавливают неподвижно, а вращаться заставляют магнитную систему. Неподвижная часть машины получила название статора, а подвижная - ротора. Постоянный ток также может быть получен от специального генератора постоянного тока. Обмотка якоря современного генератора постоянного тока представляет собой очень сложную замкнутую систему, состоящую из большого числа секций со спайками. К коллекторным пластинам от каждой секции. Станина генератора постоянного тока изготавливается из литой стали и чугуна. Во внутренней ее части укрепляются полюсные сердечники, сделанные из листовой стали. На полюсные сердечники надеваются обмотки возбуждения, создающие воздушный поток в машине, который проходит по станине и по телу якоря. Вся эта система образует индуктор. Двигатели постоянного тока находят применение в транспорте. Электрифицированные железные дороги, метро, трамваи, троллейбусы работают на двигателях постоянного тока. Электропитание р/станций телефонных АТС. Как мы уже знаем все р/станции и АТС питаются электроэнергией. Для этого применяют сетевые блоки питания и аккумуляторные батареи. Радиостанции питаются от сети 220 В через преобразователи напряжения. Переменное напряжение проходя через него преобразуется в постоянное. Можно применять и аккумуляторные батареи, но они в основном используются, как резервное питание средств связи.

3. Пособие и оборудование, используемые на занятии: Методический план