直流電気回路：基本的な理論、原因および問題の例
直流電気：定義、および問題の完全な例とともに発生源
電気は言葉から来る 電子 つまり アンバー. 琥珀を絹の布でこすると、紙切れなどの軽いものを引き寄せることができます。 このことから、琥珀と言われています 帯電.
電荷は、物質のすべての構成要素の基本的な特性です。 物質はで構成されています 陽子、中性子 そして 電子. 電子は負の電荷を持ち、陽子は正の電荷を持ちます。 電荷の大きさ（Qで表される）オブジェクトが持っているものは、正電荷の数と比較して負電荷の数がどれだけ少ないか多いかを示すだけです。
直流電気の定義
直流（DC）は 高ポテンシャルエネルギーのポイントから低ポテンシャルエネルギーの別のポイントへの電子の流れ。
直流は、電流源の正の端から負の端に流れる正の電流と見なされていました。 より最近の観察では、直流は実際には負極から正極に流れる負の電流（電子）であることがわかっています。 この電子の流れにより、正に帯電した正孔が発生し、それが正極から負極に流れるように見えます。
直流電力の使用例は、直流電力を使用した最初の商用電力（19世紀後半にトーマス・アルファ・エジソンによって製造された）の配電です。 世界初の商用発電機も直流電力を使用しています。
1883年、ニコラテスラは、彼の発明である多相交流の特許を取得しました。 1883年5月、彼はアメリカ電気学会に「交流モーターと変圧器の新しいシステム」という古典的な講義を行いました。
送電（チャネリング）用の直流電気に比べて交流電気の方が使いやすいため と配電、今日ではほとんどすべての送電は交流電力を使用しています。
しかし、交流の最初の打ち上げでは、直流がまだ使用されていました。 実際、交流を受け入れたくない人もいます。
現在の電子技術の発展に伴い、直流（DC）電気は 交流（AC）は、電源と呼ばれるデバイスを使用して直流（DC）になります。 アダプタ。
電源回路の基礎として、として機能することができるダイオードコンポーネントがあります 整流器、つまり交流（AC）を直流に変換して整流できることを意味します （DC）。
電気的症状
法律mクーロン
電荷の定義は、電荷が特定の領域に広がるのではなく、一点に集まるということを示しています。 の年に 1785年シャルル・クーロン と呼ばれるツールを使用して、2つの帯電した物体によって生成される力に関する最初の研究を実施しました クーロンねじり天秤.
これらの実験の結果から、クーロンは次のように結論付けました。
ベスarny2つの帯電した点オブジェクト間の相互作用の力はに正比例します 各電荷の積であり、2点電荷間の距離の2乗に反比例します。 それ。
電荷+ Qと+ qにはクーロン力があり、その空間には電界があると結論付けることができます。 -Q電荷と+ qテスト電荷の場合、2つの電荷の間に互いに引き合うクーロン力があります。
法律mファラデー
いくつかの点での電界の方向は、力線（仮想）を使用してグラフィカルに記述することができます。 この基本的な概念は、マイケルファラデーによって提唱されました。
Sebua電界中のhの力線は
gar私sは、各点の接線がその点の電界の方向を示すときに記述される力です。
力線は正電荷から負電荷になります。 力線の方向を示すために、次の実験を実行できます。
空間内のある点での電界強度は、その点での電界に垂直な単位表面積あたりの力線の数に比例します。 2つの電荷間の距離が互いに近い場合、電界強度が強く感じられ、結果として生じる力の線が非常にタイトになると結論付けることができます。 一方、2つの電荷が離れていると、電界が弱くなります。
の使用 電位 リンクすることができます
電界の概念、電気回路の基本、および電気機器に関連する実際的な問題。 説明する
電位が異なり、2点間の電位差として電界内にある2点の定義と特性。
2点間の電位差は、電荷が移動した場合の単位電荷あたりの仕事量です。 SI単位系では、電位差の単位は ボルト （省略形V）、ここで1ボルト=
1ジュール/クーロン。 電位は、点電荷に対する電気エネルギーの比率として定義できます。
Hukumエルステッド
導線に電荷が流れると、通電線の周囲に磁気効果が生じます。 この磁気効果は、他の磁性材料を引き付けることができます。 鉄のやすりが電流が流れるワイヤーの周りに配置されている場合、鉄のやすりは規則的な方向になります。
ハンス・クリスチャン・エルステッド、 1820、 研究を実施
電流が流れるワイヤーの周りの磁場の影響について。 Oersted実験の配置は以下のように配置されています。
現在のワイヤーはコンパスの針を動かします。 引き出せる結論は、電流がその周りを通過する導線では、磁力線が発生するということです。
地球が磁場を持っているように、コンパスの針の特性はよく知られています。
永久磁場または通電ワイヤーの周りは 磁場領域. 磁場中のベクトルはBで表されるか、と呼ばれます 磁界誘導. SIでは、磁気誘導の単位Bは テスラ.
直流電気回路
Hukumオーム
ワイヤーの両端の電位差を一定に保つことができれば、電荷の流れ、いわゆる電流の流れが発生します。 電流（I）の定義は、単位あたりの導体を流れる電荷（Q）の量です。
時間（t）。 したがって、1アンペアは1秒あたり1クーロンに相当します。
流れる電荷の流れが時間とともに一定でない場合、
次に、瞬時電流は次のように計算できます。
キルヒホッフの法則
法の適用は、単純な回路の分析にのみ使用されます。 複雑な回路を分析するには、キルヒホッフの電流の法則を使用できます。 （キルヒホッフの現行法、略してKCL）およびキルヒホッフの電圧法、 略称KVL）
キルヒホッフの第1法則は、キルヒホッフの流れの法則です。 （KCL）。
ジュmラh代数的に、接合点につながる全体の電流はゼロです。 分岐点は、回路要素または電圧源との間の3つ以上の電流の合流点です。.
この法律では、分岐点につながる電流がで書かれているという合意が使用されます 正の符号と非進行電流（分岐点を離れると、。記号で書き込まれます） 負。
I1 + I2 + I4 = I3、または
I1 + I2 – I3 + I4 = 0
上の図9は、KCLの意味を説明しています。ここで、各抵抗を流れる電流の値を決定できます。 得られた理解は、分岐点を流れる電流の合計値がゼロであるということです。
キルヒホッフの第2法則、キルヒホッフの電圧の法則（KVL）
Jumlah代数的全体的な電圧降下（電圧降下） 閉回路（ループ） ある特定の方向に読み取られる値はゼロに等しくなります。
ある特定の方向に関連する法則の電圧降下が意味するものは次のとおりです。
a。 囚人要素の場合
電圧が+から-まで読み取られ、Iを流れる電流と同じ読み取り方向である場合、V = RIの値は電圧降下です。 それを理解するには、Vに正の符号（+）を付け、RIに正の符号（+）を付けます。 一方、電圧の読み取り値が現在の方向と反対の場合、
記号（-）Vまたは（-）RIを付けます。
b。 電圧源用
読み取り方向がaからbの場合、それは電圧低下剤です。Vに正の符号を付けてください。 つまり、電圧源から+を読み取る方向に従う場合は、Vを正に書き込みます。 逆に、読み取り値が電圧源からのものである場合、Vは負の符号で書き込まれます。
一般に、電気回路は、1つまたは複数の電圧源が使用される複数のループと分岐点で構成されます。 電圧源の値がわかっている場合、分析する必要のある量は、それぞれの現在の値です。 分岐点に出入りする導体、または回路の各抵抗の電圧値。 数量の分析に使用される方程式の数を知ることはできません。これは、価格がわかっている数量の数と同じである必要があります。
注意事項：
- 提示できるKCL方程式の数は、既存の分岐点の数からマイナスに等しくなります。
- KVL方程式の数は、 独立したループ. ループは、別のループのKVL方程式から変換できない場合、独立していると言われます。
上記の注記とは別に、直列または並列に配置された回路部品の簡略化システムを使用したソリューションは非常に役立ちます。
直流電源
特定の時間と方向に対して一定の電流を生成できるすべての電源は、直流電源と呼ばれます。 直流電源は4種類に分けられます。
1. 電気化学元素
電気化学元素は、化学プロセスからの直流電源です。 この要素は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。 電気化学元素は、次のように使用期間に基づいて区別することができます。
a。 一次要素
主要な要素は、使用後に材料の交換が必要な直流電源です。 次のような主要な要素の例：
- ボルタ要素は、アレサンドロボルタによって発明された古代のバッテリーの一種です。 ボルタ要素は今日でも適用されています。 フォームは変更されていますが。 ボルタ要素は、酸または塩溶液に浸された異種金属の2つの電極で構成されています。 古代では、酸または塩の液体は、塩/酸性溶液に浸した布の形でした。
- ダニエル要素の発見者はジョンフレデリックダニエルです。 ダニエル電池は、減極剤の存在により起電力がかなり長い元素です。 脱分極剤は、水素ガスの分極を抑制することができる物質です。 この要素の減極剤は銅（硫酸塩）の溶液です。
- ルクランシェ電池には、乾式と湿式の2種類があり、次のものを含む2つのガラス容器で構成されています。
- 正極としてのカーボンロッド（アノード）
- 負極としての亜鉛棒（陰極）
- 減極剤としてのカウイストーン
- 電解質としての塩化アンモニウム溶液
- ドライエレメントは、非充電式（使い捨て）のドライ素材で作られた電流源です。 この要素は主要な要素です。 乾電池の例としては、電池や酸化銀電池（時計用電池）などがあります。 正極にはカーボンロッド、負極には亜鉛板を使用しています。
b。 二次要素
二次要素は、電流源が使い果たされた後、試薬（要素）の交換を必要としない電流源です。 このソースは、通電（充電または感電）した後に再利用できます。
二次電池の例は、蓄電池（バッテリー）です。 アキュムレータは、直流（DC）電圧を生成できる電源です。 アキュムレータの動作原理は、化学プロセスに基づいています。
簡単に言えば、アキュムレータの動作原理は次のように説明できます。
- 使用法アキュムレータを使用すると、エネルギーがアキュムレータからランプに放出されます。 この場合、電流は正極から負極板に流れます。 アキュムレータをしばらく使用すると、負極板と正極板が硫酸塩でコーティングされます。 これにより、2つの極間の電位差が同じになり、2つの極が中性になります。
- 充電、中性極と電流の両方が流れなくなったら、バッテリーを感電死させて、再び使用できるようにする必要があります。 バッテリーを感電死させると、使用時の電流の方向が逆になります。つまり、負極から正極になります。
例 その他、携帯電話（Hp）、ラップトップ、カメラ、非常灯などに使用されるバッテリーなど。
2. 直流発電機
直流発電機は、運動（機械的）エネルギーを直流で電気エネルギーに変換するために使用される装置です。 DC発電機は、電機子に対する磁気巻線回路またはその励起増幅器に基づいていくつかのタイプに分けられます。DC発電機のタイプは次のとおりです。
- セパレートブーストジェネレーター
- シャントジェネレーター
- 複合ジェネレーター
DC発電機は、2つの部分で構成されます。1つはDCマシンの静止部分である固定子で、もう1つはDCマシンの回転部分であるローターです。 固定子部分は、モーターフレーム、固定子巻線、チャコールブラシ、ベアリング、端子箱で構成されています。
ローターは、整流子、ローター巻線、ローターファン、ローターシャフトで構成されています。
この発電機の動作原理は、電磁誘導（電流が発生するようにワイヤーのコイルで発生する磁場の変化）です。
発電機による誘導電圧の生成は、次の2つの方法で取得されます。
- ドラッグリングを使用して、交流誘導電圧を生成します。
- 整流子を使用して、DC電圧を生成します。
3. 熱電対
熱電対は、温度差が原因で発生するプロセスの直流電流源です。 熱電対は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換します。 このイベントは、1826年にトーマスジョンシーバッハによって提案されました。
このイベントによって生成される電流は、熱電対と呼ばれます。 AとBの温度差が大きいほど、流れる電流は大きくなります。 しかし、発生する電流が比較的小さいため、熱電対は日常生活では使用できません。
4. 太陽電池
太陽電池または光電池は、大面積からなる半導体デバイスです。 太陽光の存在下で、電気エネルギーを生成することができるp-n接合ダイオード 有用。 この変換は光起電力効果と呼ばれます。 太陽電池に関連する研究分野は、太陽光発電として知られています。
太陽電池には多くの用途があります。 これらは、遠隔地、地球周回衛星、携帯型計算機、ウォーターポンプなど、グリッドからの電力が利用できない場合に特に適しています。 太陽電池（モジュールまたはソーラーパネルの形で）は、建物の屋根に設置でき、ネットメータリング構成でインバーターによって電力網に接続されます。 動作原理は次のとおりです。
アルミホイル板が太陽光にさらされると、アルミ板は高温になり、シリコン板に伝わります。 シリコンは半導体であるため、高温になると電子が放出されてアルミホイルに付着し、正電荷が鉄ホイルに付着します。 2つのフォイルが外部回路を介して接続されている場合、電子の流れが発生します。 これは、2つのフォイルに電位差があるためです。 太陽電池によって生成される電位は非常に小さいため、多くのセルが必要です。太陽電池も高価であるため、その使用は特定のツールに非常に限定されます。
電流の大きさは、プレートを透過する光の強度、存在する細胞の数、および光にさらされる断面積にも大きく依存します。 太陽光発電を利用した商品の例としては、太陽光発電の電気自動車や衛星のエネルギー源があります。
電気の違い直流と交流
- 直流と交流の最も基本的な違いは、電流の方向にあります。 直流の方向は一方向に流れ、交流の方向は二方向に流れます。
- 直流（AC）グラフの形式は直線グラフです（電圧は時間とともに一定です）。 交流グラフの形状は正弦波です。つまり、電圧は時間とともに変化します。
- 直流電圧は小さな電圧を発生するため、小さな電気エネルギーを必要とする電子機器でのみ使用できます。 交流電圧は大きな電圧を発生するため、大きな電気エネルギーを必要とする電子機器に使用できます。
- PLNからの直流電流源。 バッテリーまたは乾電池からのDC電源。
直流電気問題の例
下図のように配置された10個の電気抵抗！ 各抵抗は同一で、大きさは120です。
上の回路図からA点とB点の間の交換抵抗（総抵抗）を決定してください！
討論
R2とR3の間の並列名前R23は60です
R4、R5、R6のパラレルは、40のR46と呼ばれます。
R7、R8、R9、およびR10の間の並列は、30によってR710と呼ばれます。
R1、R23、R46、R710の間のシリーズはRABを生成します
RAB = 120 + 60 + 40 + 30 = 250
そう、 A点とB点の間の交換抵抗（総抵抗）は250です
DAFTARライブラリ
Ahmad Kusnandar et al（2001）、 電気・電子の基本概念の応用
SMK
T私ngat私、アルミコ、バンドン。
チーム。 (1987),電気理論1、PLN教育訓練センター（Pusdiklat）、ジャカルタ。
Perシャratan一般的な電気設備2000（PUIL 2000）、 PUILジャカルタ財団。
それはについてのレビューです 直流電気：定義、および問題の完全な例とともに発生源うまくいけば、上記のレビューが読者の役に立つでしょう。 以上でよろしくお願いします。
ここで他の関連記事の参照も読んでください：
- 完全な問題の例とともに、電気エネルギーの定義、式、および単位。
- 完全な問題の例とともに、電力の理解、公式、単位。
- 問題の完全な例とともに起電力の理解と公式。
- 完全な例とともに理解、およびローレンツ力の公式
- 完全な問題の例とともに、重力の定義と公式。
- 摩擦力の完全な定義、公式、および例。