直流 - 一般概念、定義、測定単位、指定、パラメータ
DC — 時間と方向が変化しない電流。あたり 現在の方向 正に帯電した粒子の運動方向をとります。マイナスに帯電した粒子の運動によって電流が形成される場合、その方向は粒子の運動方向と逆になると考えられます。
厳密に言えば、「直流電流」は数学的な「定数値」の概念に従って「定電流」として理解されるべきです。しかし、電気工学では、この用語は「方向が一定で大きさがほぼ一定の電流」という意味で導入されました。
「実質的に大きさが一定の電流」とは、時間の経過に伴う大きさの変化が非常に小さいため、そのような電流が流れる電気回路内の現象を考慮した場合、その変化は完全に無視できるほど小さい電流を意味します。 、回路のインダクタンスもキャパシタンスも無視することはできません。
ほとんどの場合、直流電源 — ガルバニ電池、電池、直流発電機と整流器。
電気工学では、直流電流を得るために、接触現象、化学プロセス (一次電池とバッテリー)、電磁誘導 (発電機) が使用されます。 AC または電圧整流も広く使用されています。
e のすべての情報源から。等c. 化学電源および熱電電源、およびいわゆるユニポーラ機械は、理想的な直流電源です。残りのデバイスは脈動電流を発生しますが、特別なデバイスの助けを借りて多かれ少なかれ平滑化され、理想的な直流にのみ近づきます。
電気回路内の電流を定量化するために使用されます。 アンペア数の概念.
アンペア数 単位時間あたりにワイヤの断面を流れる電気量 Q です。
時間 I の間に、電気量 Q がワイヤの断面を移動した場合、電流の強さ I = Q /T
電流の測定単位はアンペア (A) です。
電流密度 導体の断面積 F に対する電流の比 I / F です。 (12)
電流密度の測定単位は、アンペア/平方ミリメートル (A / mm)2) です。
閉じた電気回路では、電気エネルギー源の作用により直流が発生し、その端子間にボルト (V) 単位で測定される電位差が生成および維持されます。
電気回路の端子の電位差（電圧）、抵抗、回路内の電流の関係はオームの法則で表されます... この法則によれば、均一な回路の一部の電流の強さは、は印加電圧の値に正比例し、抵抗 I = U /R に反比例します。
ここで私はアンペア数です。 A、U — 回路の端子の電圧 B、R — 抵抗、オーム
これは電気工学の最も重要な法則です。詳細については、ここを参照してください。 回路の一部に関するオームの法則
単位時間 (秒) あたりに電流によって行われる仕事は電力と呼ばれ、文字 P で示されます。この値は、電流によって行われる仕事の強さを特徴付けます。
電力 P = W / t = UI
電源ユニット - ワット (W)。
電流の強さの表現は、オームの法則に基づいて、電圧 U 積 IR を置き換えることによって変換できます。その結果、電流の強さを表す 3 つの式が得られます。 P = UI = I2R = U2/ R
実用上非常に重要なのは、低電圧で高アンペアの場合でも、高電圧で低アンペアの場合でも、同じ電力が得られるという事実です。この原理は、電気エネルギーを長距離に伝送する際に使用されます。
ワイヤーに電流が流れると熱が発生し、ワイヤーが加熱されます。導体で放出される熱量 Q は、式 Q = Az2Rt で求められます。
この依存関係はジュール・レンツの法則と呼ばれます。
以下も参照してください。 電気工学の基本法則
オームの法則とジュールレンツの法則に基づいて、電線同士を直接接続して負荷（受電器）に電流を供給する場合に起こりやすい危険な現象を解析できます。この現象はと呼ばれます 短絡、電流が負荷をバイパスしてより短い方向に流れ始めるためです。このモードは緊急モードです。
この図は、EL 白熱灯を主電源に接続するためのスキームを示しています。ランプの抵抗 R が 500 オーム、主電源電圧 U = 220 V の場合、ランプ回路の電流は A = 220/500 = 0.44 A となります。
ショート発生説明図
白熱灯へのワイヤが非常に低い抵抗 (Rst — 0.01 オーム)、たとえば太い金属棒を介して接続されている場合を考えてみましょう。この場合、点 A に近づく回路電流は 2 つの方向に分岐します。その大部分は金属棒に沿った低抵抗の経路をたどり、電流 Azln の一部は高抵抗の経路に沿って回路に流れます。白熱電球。
金属棒に流れる電流を求めます: I = 220 / 0.01 = 22,000 A。
短絡（短絡）が発生した場合、回路内に大電流が流れて大きな電圧損失が発生し、金属棒に流れる電流が若干小さくなるため、主電源電圧は220V未満になりますが、ただし、以前に消費された白熱電球を超えます。
ご存知のとおり、ジュール レンツの法則に従って、電線に流れる電流は熱を放出し、電線が発熱します。この例では、ワイヤの断面積は 0.44 A の小さな電流用に設計されています。
ワイヤが負荷をバイパスして短く接続されると、回路に非常に大きな電流（22000 A）が流れます。このような電流は大量の熱の放出につながり、焦げや発火につながります。絶縁、線材の溶融、電力メーターの損傷、スイッチの接点による溶融、ナイフブレーカーなど。
このような回路に供給する電気エネルギー源が損傷している可能性があります。ワイヤーが過熱すると火災の原因となることがあります。その結果、電気設備の設置および操作中、短絡による取り返しのつかない結果を防ぐために、次の条件を遵守する必要があります: ワイヤの絶縁は主電源電圧および動作条件に対応している必要があります。
ワイヤーの断面積は、通常の負荷下での発熱が危険な値に達しないようなものでなければなりません。接続ポイントと配線分岐は高品質で、十分に絶縁されている必要があります。内部ワイヤは、機械的および化学的損傷や湿気から保護されるように敷設する必要があります。
短絡時の電気回路内の電流の突然の危険な増加を避けるために、電気回路はヒューズまたは回路ブレーカーによって保護されています。
直流電流の大きな欠点は、電圧が上がりにくいことです。このため、長距離にわたって一定の電気エネルギーを伝送することが困難になります。
以下も参照してください。 交流とは何か、直流とどう違うのか