Основные элементы электрических цепей. Элементы электрической цепи постоянного тока: основные характеристики и параметры

Что такое электрическая цепь постоянного тока. Из каких основных элементов она состоит. Какими параметрами характеризуются пассивные и активные элементы цепи. Как определяются основные электрические величины в цепи постоянного тока.

Структура и состав электрической цепи постоянного тока

Электрическая цепь постоянного тока представляет собой совокупность устройств и объектов, обеспечивающих протекание электрического тока. Основными элементами такой цепи являются:

• Источник электрической энергии (например, аккумулятор)
• Приемник электрической энергии (нагрузка)
• Соединительные провода

Источник создает и поддерживает движение электрических зарядов в цепи. Приемник преобразует электрическую энергию в другие виды (тепловую, механическую и т.д.). Провода обеспечивают пути для протекания тока между элементами.

Основные электрические величины в цепи постоянного тока

Работу электрической цепи характеризуют следующие основные величины:

• Электрический ток (I) — направленное движение электрических зарядов. Измеряется в амперах (А).
• Электродвижущая сила (ЭДС, E) — работа сторонних сил по перемещению единичного заряда. Измеряется в вольтах (В).
• Напряжение (U) — работа электрического поля по перемещению единичного заряда на участке цепи. Измеряется в вольтах (В).
• Мощность (P) — работа, совершаемая электрическим током в единицу времени. Измеряется в ваттах (Вт).

Пассивные элементы электрической цепи и их параметры

К пассивным элементам цепи относятся устройства, не способные генерировать электрическую энергию. Основными пассивными элементами являются:

Резистор

Резистор характеризуется электрическим сопротивлением (R), которое определяет противодействие протеканию тока. Сопротивление измеряется в омах (Ом) и связано с напряжением и током законом Ома:

U = I * R

Мощность, рассеиваемая на резисторе, определяется как:

P = I^2 * R = U^2 / R

Катушка индуктивности

Основным параметром катушки индуктивности является индуктивность (L), которая характеризует способность накапливать энергию магнитного поля. Индуктивность измеряется в генри (Гн). Напряжение на катушке связано с током соотношением:

U = L * dI/dt

где dI/dt — скорость изменения тока.

Конденсатор

Конденсатор характеризуется электрической емкостью (C), которая определяет способность накапливать электрический заряд. Емкость измеряется в фарадах (Ф). Ток через конденсатор связан с напряжением соотношением:

I = C * dU/dt

где dU/dt — скорость изменения напряжения.

Активные элементы электрической цепи

Активными элементами цепи являются источники электрической энергии. Основные типы источников:

• Идеальный источник ЭДС — поддерживает постоянное напряжение независимо от тока
• Идеальный источник тока — поддерживает постоянный ток независимо от напряжения
• Реальные источники — характеризуются внутренним сопротивлением

Свойства источников описываются их внешними характеристиками — зависимостью напряжения на выходе от тока нагрузки.

Топологические понятия электрической цепи

При анализе электрических цепей используются следующие топологические понятия:

• Узел — точка соединения трех и более элементов цепи
• Ветвь — участок цепи между двумя узлами
• Контур — замкнутый путь по ветвям цепи

Эти понятия помогают описывать структуру цепи и применять законы Кирхгофа для ее расчета.

Законы электрических цепей постоянного тока

Основными законами, описывающими работу цепей постоянного тока, являются:

• Закон Ома — связывает напряжение, ток и сопротивление на участке цепи
• Первый закон Кирхгофа — сумма токов, втекающих в узел, равна сумме вытекающих токов
• Второй закон Кирхгофа — сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю

Эти законы позволяют рассчитывать токи и напряжения в различных участках электрической цепи.

Энергетические соотношения в цепях постоянного тока

Важным аспектом анализа электрических цепей является рассмотрение энергетических процессов. Основные соотношения:

• Закон Джоуля-Ленца: Q = I^2 * R * t, где Q — количество выделяемого тепла, t — время
• Баланс мощностей: сумма мощностей источников равна сумме мощностей приемников

Эти соотношения позволяют оценивать эффективность передачи энергии в электрической цепи.

Методы расчета электрических цепей постоянного тока

Для анализа сложных электрических цепей применяются различные методы расчета:

• Метод контурных токов
• Метод узловых потенциалов
• Метод наложения
• Метод эквивалентного генератора

Выбор метода зависит от структуры цепи и поставленной задачи. Каждый метод имеет свои преимущества и ограничения.

Нелинейные элементы в цепях постоянного тока

В реальных электрических цепях часто присутствуют нелинейные элементы, параметры которых зависят от протекающего тока или приложенного напряжения. К таким элементам относятся:

• Полупроводниковые диоды
• Транзисторы
• Тиристоры
• Нелинейные резисторы (варисторы, термисторы)

Анализ цепей с нелинейными элементами требует применения специальных методов расчета, учитывающих нелинейные вольт-амперные характеристики этих элементов.

Элементы электрических цепей и схем

Для цепи постоянного тока пользуются понятиями двух основных элементов схемы: источника энергии с ЭДС Е и внутренним сопротивлением r_вт (рис. 1.2, а) и резистивного элемента — приемника (нагрузки) с сопротивлением r (рис. 1.2, б). Таким образом, применяя в дальнейшем термин «схема замещения», или, короче, «схема», будем подразумевать и соответствующую цепь. В дальнейшем, если нет специальных указаний, сопротивление соединяющих проводов не будет учитываться, так как оно должно быть много меньше сопротивления приемников.
Электродвижущая сила Е (рис. 1.2, а) численно равна разности потенциалов φ или напряжению U между положительным и отрицательным выводами 1 и 2 источника энергии при отсутствии в нем тока, т. е. как говорят, в режиме холостого хода, независимо от физической природы ее возникновения (контактная ЭДС, термо-ЭДС и т. д.):

Электродвижущую силу Е можно определить как работу сторонних (не электрических) сил, присущих источнику, затрачиваемую на перемещение единицы положительного заряда внутри источника от вывода с меньшим потенциалом к выводу с большим потенциалом. Направление действия ЭДС (от отрицательного вывода к положительному) указывается на схеме стрелкой.

Если к выводам источника энергии присоединить приемник (нагрузить), то в замкнутом контуре этой простейшей цепи возникает ток I (рис. 1.3), при этом напряжение или разность потенциалов на выводах 1 и 2 уже не будут равны ЭДС вследствие падения напряжения U_вт внутри источника энергии, т. е. на его внутреннем сопротивлении r_вт:

На рис. 1.4 представлена одна из наиболее типичных, так называемых внешних характеристик U₁₂(I) = U(I), т.е. зависимость напряжения на выводах нагруженного источника энергии от тока. Как показано на рисунке, при увеличении тока от нуля до

напряжение на выводах источника энергии убывает практически по линейному закону:

Иначе говоря, при Е = const падение напряжения внутри источника энергии U_вт в указанных пределах растет пропорционально току. При дальнейшем росте тока нарушается пропорциональность между его значением и падением напряжения внутри источника энергии — внешняя характеристика не остается линейной. Такое уменьшение напряжения вызвано у одних источников энергии уменьшением ЭДС, у других увеличением внутреннего сопротивления, а у третьих одновременным уменьшением ЭДС и увеличением внутреннего сопротивления.
Развиваемая источником энергии мощность определяется равенством

Здесь следует указать на установившееся в электротехнике неточное применение термина «мощность». Так, например, говорят о генерируемой, отдаваемой, передаваемой, потребляемой мощности. В действительности генерируется, отдается, получается не мощность, а энергия. Мощность характеризует интенсивность энергетического процесса и измеряется количеством генерируемой, отдаваемой, передаваемой и других видов энергии в единицу времени. Поэтому правильно было бы говорить о мощности генерирования энергии, о мощности передачи энергии и т. д. Следуя традициям электротехники, будем применять приведенные выше краткие выражения.
Сопротивление приемника r (см. рис. 1.2,6) характеризует потребление электрической энергии, т. е. превращение электрической энергии в другие виды, при мощности

В общем случае сопротивление приемника зависит от тока в этом приемнике r(I).
По закону Ома напряжение на сопротивлении приемника, которое называется еще сопротивлением нагрузки?

U = rI. (1.4)

Отметим, что к открытию этого закона довольно близко подошел еще в 1801 -1802 гг. акад. В. В. Петров. Позднее, в 1826 г., этот закон был сформулирован Омом.
Наряду с сопротивлением для расчета цепей вводят понятие проводимости

g = 1/r.

Единица измерения тока (силы тока) называется ампер (1 А), ЭДС и напряжения — вольт (1 В), сопротивления — ом (1 Ом), причем 1 Ом = 1 В/1 А, проводимости — сименс (1 См = 1 / Ом), мощности — ватт (1 Вт = 1 В 1 А). При измерении всех величин можно применять кратные и дольные единицы, например килоампер (1 кА = 1000А), милливольт (1 мВ = 0,001 В), мегаом (1 МОм = 1000000 Ом), микроватт и т. д.
На практике часто бывает задана не зависимость сопротивления от тока r(I) приемника или резистивного элемента, представляющего приемник на схеме, а зависимость напряжения на резистивном элементе от тока U_ab(I) = U(I) или обратная зависимость тока от напряжения I (U). Характеристики U (I) и I (U) получили распространенное, хотя и не совсем точное название вольт-амперных (ВАХ).

На рис. 1.5 представлены ВАХ лампы с металлической нитью U₁(I) и лампы с угольной нитью U₂(I). Как показано на рисунке, связь между напряжением и током каждой лампы — нелинейная. Сопротивление лампы с металлической нитью растет с увеличением тока, а сопротивление лампы с угольной нитью с увеличением тока падает.
Электрические цепи, содержащие элементы с нелинейными характеристиками, называются нелинейными.
Если принять ЭДС источников энергии, их внутренние сопротивления и сопротивления приемников не зависящими от токов и напряжений, то внешние характеристики источников энергии U₁₂ (I) = U (I) и ВАХ приемников U_ab(I) = U(I) будут линейными (рис. 1.6).
Электрические цепи, состоящие только из элементов с линейными характеристиками, называют линейными.
Режим работы большого числа реальных электрических цепей дает возможность отнести их к линейным. Поэтому изучение свойств и методов расчета линейных электрических цепей представляет не только теоретический, но и значительный практический интерес.

Электрическая цепь что такое и из каких элементов состоит – образцы и примеры

Содержание:

1. Что такое электрическая цепь
2. Основные величины, характеризующие электрическую цепь
3. Пассивные элементы электрической цени
4. Активные элементы электрической цепи

Электрическая цепь представляет собой совокупность технических устройств и физических объектов, по которым протекает электрический ток, т.е. происходит упорядоченное направленное движение электрических зарядов.

Для того чтобы заряды перемещались им необходимо передать некоторую энергию и устройство, выполняющее эту функцию, называется источником электрической энергии. Источник электрической энергии является составным элементом электрической цепи. Энергия, передаваемая источником движущимся зарядам, может быть получена только путём преобразования других видов энергии (тепловой, химической, механической, световой) или путём воздействия на электрические заряды магнитным полем, возбуждаемым другим источником.

Создаваемый источником электрический ток может вызывать различные явления: нагревать элементы, по которым он протекает, вызывать свечение веществ, создавать механические усилия. Технические устройства, в которых получают требуемый эффект от протекания электрического тока называют приёмниками электрической энергии, т.к. в них происходит преобразование электрической энергии в другие виды.

Совместная работа источника и приёмника возможна только при наличии путей движения зарядов между ними. Причём, перемещение зарядов должно происходить с минимальными потерями энергии. Эту функцию в электрических цепях выполняют соединительные линии или провода.

Таким образом, электрическая цепь в общем случае состоит из трёх элементов: источника электрической энергии, приёмника и соединительных проводов.

Состав и связи электрических цепей бесконечно разнообразны, поэтому для их представления используют наборы символов, имеющих различную степень абстракции и называемых схемами. Более всего соответствует реальному объекту (рис. 1.1, а) монтажная схема (рис. 1.1, б). Полезно для установки и ремонта изображенного устройства. Схема (рис. 1.1, в) показывает условное изображение элементов схемы и их соединений. Эти схемы удобны для изучения принципа работы. Наиболее абстрактное представление об электрической цепи дают схемы замещения (рис. 1.1, г). Они предназначены для исследования электромагнитных процессов и являются расчётной моделью соответствующего устройства. Реальные элементы электрической цепи заменяют в схеме замещения расчётными моделями, в которых учитывают только существенные параметры и свойства. Так химический источник (аккумулятор) заменяют идеальным источником ЭДС

Е и включают последовательно с ним резистор г, соответствующий потерям энергии внутри аккумулятора. Амперметр и вольтметр заменяют их входными сопротивлениями () Соединительные провода считаются идеальными проводниками без потерь, т.е. обладающими нулевым сопротивлением. Если входное сопротивление амперметра существенно меньше сопротивления лампы накаливания , а входное сопротивление вольтметра существенно больше, то их исключают из схемы замещения (рис. 1.1, д).

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Основные термины и определения электротехники

Классификация электрических цепей

Линейные электрические цепи постоянного тока

Расчет электрической цепи методом эквивалентных преобразований

Если параметры всех элементов схемы замещения известны, то, пользуясь законами электротехники, можно определить их состояние в любой момент времени. В дальнейшем вместо термина схема замещения электрической цепи мы будем пользоваться сокращёнными терминами — схема цепи или просто схема.

В любой схеме электрической цепи можно выделить один или несколько участков, подключённых к остальной части двумя проводами. Такой участок электрической цепи называется двухполюсником. В простейшем случае двухполюсное устройство состоит из одного элемента схемы, такого как лампа накаливания, вольтметр и амперметр на рисунке 1. 1.1 является биполярным. Если двухполюсная сеть не включает в себя источник электрической энергии, она называется пассивной. В противном случае сеть с двумя терминалами относится к активному устройству с двумя терминалами. Двухполюсник на рис. 1.1, г-д, состоящий из источника ЭДС Е и внутреннего сопротивления аккумулятора и подключённый к точкам схемы замещения, является активным двухполюсником.

При анализе процессов в электрических цепях используют некоторые топологические (геометрические) понятия. К ним

относятся понятия узла, ветви и контура. Узлом электрической цепи называют соединение трёх и более элементов (например, точка рис. 1. 2, а-б и точки рис. 1.2, в-г. Однако в электрических цепях весь ток протекает через соединительные провода. В этом случае количество зарядов, поступающих в замкнутую поверхность в каждый момент (включая поверхность, которая может быть покрыта узлами), равно количеству зарядов, покидающих ее. Отсюда следует, что токи в двух соединённых между собой элементах могут различаться только в том случае, если это соединение является узлом, иначе говоря, отсутствие узлов между связанными элементами электрической цепи является необходимым и достаточным условием равенства тока в них. Ветвью электрической цепи называют связную совокупность элементов, образующих путь для протекания тока между двумя узлами (например, на рис 1.2, в-г. Из признака отсутствия узлов внутри ветви следует, что по всем её элементам протекает одинаковый ток. Контуром называется замкнутый путь вдоль ветвей электрической цепи (например, на рис 1.2, в-г. Узлы, ветви и контуры являются топологическими параметрами цепи и не изменяются при любых преобразованиях схемы, производимых без разрыва связей.

Пример такого преобразования показан на рис. 1.2, в-г.

Основные величины, характеризующие электрическую цепь

Электрический ток это направленное движение носителей электрического заряда. Носителями заряда в металлах являются электроны, в плазме и электролите — ионы. В полупроводниках носителями заряда являются также

дефекты электронных оболочек ядер кристаллической решётки — «дырки». Функционально они эквивалентны положительным зарядам.

Наличие электрического тока проявляется в виде трёх эффектов:

• • в окружающей среде возникает магнитное поле;
• • проводник, по которому протекает ток, нагревается;
• • в проводниках с ионной проводимостью возникает перенос вещества.

Величина электрического тока определяется как количество заряда q, переносимое через какую-либо поверхность в единицу времени, т.е.

Такой поверхностью, в частности, может быть поперечное сечение проводника.

Если количество заряда переносимого за одинаковые промежутки времени неизменно, то такой ток называется постоянным и для него справедливо выражение , где — заряд, переносимый за время .

Из выражения (1.1) получается единица измерения электрического тока .

Направлением тока принято считать направление движения положительных зарядов под действием электрического поля, т.е. направление противоположное движению электронов в проводниках. Если такое направление неизвестно, то для любой ветви электрической цепи его можно выбрать произвольно и считать положительным направлением. После расчёта режима работы цепи некоторые значения тока могут получиться отрицательными. Это означает, что действительное направление тока противоположно выбранному.

По характеру изменения во времени электрический ток разделяют на постоянный (рис. 1.3, а) и переменный. Последний, в свою очередь, бывает синусоидальным (рис. 1.3, б) и несинусоидальным (рис. 1.3, в-г).

Электродвижущая сила. Движение носителей зарядов в электрической цепи, как всякое движение требует передачи энергии движущимся объектам. Когда заряженная частица получает энергию в определенном участке цепи, сила, действующая на этот участок, перемещает частицу, или электродвижущую силу (ЭДС).

Участок цепи, где действует ЭДС, является источником электрической энергии (энергии движущихся носителей заряда). Источниками энергии для получения ЭДС являются различные физические явления, которые влияют на заряженные частицы, такие как химические, тепловые, электромагнитные и другие процессы. Численно ЭДС равна работе по перемещению единичного заряда на участке её действия. Отсюда единицу ЭДС можно получить как (вольт).

Электрическое напряжение. На участках электрической цепи, где отсутствует ЭДС, движение носителей зарядов сопровождается расходом полученной ранее энергии путём преобразования её в другие виды. Этот процесс можно охарактеризовать падением напряжения или просто напряжением U. Оно численно равно работе, затраченной на перемещение заряжённых частиц по участку электрической цепи, к величине перемещённого заряда

В случае движения зарядов в безвихревом электрическом поле это определение идентично понятию разности потенциалов участка электрической цепи, т. е. , где — потенциалы границ участка. Следует заметить, что потенциал отдельной точки определить невозможно, т.к. он равен работе по перемещению единичного заряда из бесконечности в данную точку. Однако разность потенциалов между двумя точками всегда можно определить, если потенциал одной из них принять за точку отсчёта, т.е. нуль.

Единица измерения напряжения и разности потенциалов такая же, как и ЭДС: (вольт).

За положительное направление напряжения на участке цепи принимают направление от точки с большим потенциалом к точке с меньшим, а т.к. на участках где отсутствует ЭДС положительные заряды также перемещаются от точки с более высоким потенциалом к точке с более низким, то положительное направление напряжения на этих участках совпадает с положительным направлением протекающего тока. Если направление положительное, ЭДС считается от нижней потенциальной точки до более высокой потенциальной точки. Это направление обозначено стрелкой на условном изображении источника диаграммы (рисунки 1. 1, 1.2).

Электрическая энергия и мощность. Из понятия ЭДС следует, что она является работой, совершаемой при перемещении единичного заряда между полюсами источника электрической энергии. Для перемещения всех зарядов, проходящих через источник, требуется совершить работу в раз большую, т.е. затратить энергию

В приёмнике электрической энергии или в нагрузке энергия преобразуется или рассеивается. Её также можно определить, пользуясь понятием напряжения на участке электрической цепи, как работы по перемещению единичного заряда. Отсюда энергия, преобразуемая в нагрузке —

Интенсивность преобразования энергии характеризуется понятием мощности. Численно она равна энергии, преобразуемой в электрической цепи в единицу времени. Для цепи постоянного тока мощность источника равна

а нагрузки —

Единицами измерения энергии и мощности электрической цепи являются джоуль (Дж) и ватт (Вт).

На основании закона сохранения энергии мощность, развиваемая источниками электрической энергии в цепи должна быть равна мощности преобразуемой в другие виды энергии в нагрузке:

где — алгебраическая сумма мощностей, развиваемых источниками, а — сумма мощностей всех приёмников и потерь энергии внутри источников.

Выражение (1.3) называется балансом мощности электрической цепи. Мощность, преобразуемая в нагрузке, всегда положительна, в то время как источники могут работать как в режиме генерирования так и в режиме рассеяния электрической энергии, т.е. быть нагрузкой для внешней электрической цепи. Режим работы источников зависит от взаимной ориентации ЭДС и тока, протекающего через источники. Если направление ЭДС и направление тока в источнике совпадают, источник запитает цепь, и соответствующий продукт в левой части (1.3) будет положительным. Если же направление тока противоположно, то источник является нагрузкой и его мощность включают в баланс с отрицательным знаком. Следует заметить, что при составлении баланса мощности должно учитываться реальное направление тока в источнике, т.е. направление, полученное в результате расчёта электрической цепи, а не условно положительное направление, принимаемое в начале решения.

Пассивные элементы электрической цени

Пассивными называют элементы электрической цепи не способные производить электрическую энергию. К ним относятся: резистор, катушка индуктивности и конденсатор.

Для перемещения зарядов в электрической цепи требуется совершение работы, величина которой определяется свойствами среды, в которой движутся заряды, преодолевая её противодействие. Энергия, затраченная на преодоление этой реакции, необратимо преобразуется в тепло. Значение, которое характеризует потребление энергии для перемещения заряда по определенному участку цепи, представляет собой электрическое сопротивление или просто сопротивление. Оно равно отношению величины напряжения на участке цепи к току в нём

Выражение (1.4) является одной из форм записи закона Джоуля-Ленца. Если в электрической цепи с сопротивлением R протекает ток , то за время в ней выделяется количество тепла . При этом в тепло преобразуется элементарная энергия , затрачиваемая на перемещение заряда , т.е. . Отсюда

Единицей измерения сопротивления является (ом). Величина обратная сопротивлению называется проводимостью и измеряется в сименсах (См).

Электрическое сопротивление является основным параметром элемента электрической цепи, используемого для ограничения тока и называемого резистором.

Идеализированный резистор обладает только этим параметром и называется резистивным элементом.

Величина сопротивления резистора зависит от свойств материала, из которого он изготовлен, а также от его геометрических размеров. Однако это также зависит от величины и направления протекающего тока. Когда вольт-амперная характеристика (CVC) резистора не зависит от тока, она представляет собой прямую линию (рис. 1.4, а), которая является линейным элементом электрической цепи. При этом из уравнения вольт-амперной характеристики (1.4) следует, что сопротивление можно определить как тангенс угла наклона ВАХ (рис. 1.4, а)

где — масштабы осей напряжения и тока ВАХ.

Пользуясь выражениями (1.2 б) и (1.4) можно определить мощность рассеяния электрической энергии резистором

Протекание тока в электрической цепи сопровождается возникновением магнитного поля в окружающей среде. Магнитному полю присуща энергия, равная работе, совершаемой электрическим током i в процессе создания поля и численно равная . Коэффициент L, определяющий энергию магнитного поля называется индуктивностью.

Величина индуктивности участка электрической цепи зависит от магнитных свойств окружающей среды, а также от формы и геометрических размеров проводников, по которым протекает ток, возбуждающий магнитное поле. Чем больше величина магнитного потока, который прилипает к цепи электрической цепи (проникает в цепь), тем больше другой, тем больше величина его индуктивности. Сумма сцепляющихся с контуром цепи элементарных магнитных потоков ФА называется потокосцеплением . Чтобы увеличить связь потока, проводник имеет форму цилиндрической катушки. Тогда с каждым витком сцепляется практически один и тот же магнитный поток Ф и потокосцепление становится равным , где — число витков катушки. Такая катушка предназначена для формирования магнитного поля с заданными свойствами и называется катушкой индуктивности. Идеализированная катушка, основным и единственным параметром которой является индуктивность, называется индуктивным элементом.

Индуктивность численно равна отношению величины потокосцепления участка цепи к величине протекающего по нему тока

Единицей измерения индуктивности является (генри).

Связь потокосцепления с током индуктивного элемента называется ве-бер-амперной характеристикой (ВбАХ). В случае линейной зависимости между этими величинами индуктивный элемент будет линейным и индуктивность может быть определена как тангенс угла наклона ВбАХ (рис. 1.4 б)

где — масштабы осей потокосцепления и тока ВбАХ.

Изменение потокосцепления катушки вызывает появление ЭДС самоиндукции

Знак минус в выражении (1.7) показывает, что ЭДС, в соответствии с правилом Ленца, действует встречно по отношению к вызвавшему её изменению тока. Для того чтобы в катушке протекал ток, ЭДС самоиндукции должна уравновешиваться равным и встречно направленным напряжением

Отсюда можно определить ток в индуктивном элементе

где — ток на момент начала интегрирования.

Электрические заряды в цепи могут не только перемещаться по её элементам, но также накапливаться в них, создавая запас энергии , где — напряжение на элементе электрической цепи, а С — коэффициент, определяющий запас энергии и называемый электрической ёмкостью или просто ёмкостью.

Величина ёмкости участка электрической цепи зависит от электрических свойств окружающей среды, а также от формы и геометрических размеров проводников, в которых накапливаются заряды. Исторически первые накопители были плоскими проводниками, разделенными тонким слоем изоляционного материала. Чем больше площадь проводника и чем меньше толщина изолирующего слоя, тем больше емкость. Такая совокупность проводников, предназначенных для накопления энергии электрического поля, называется конденсатором. Идеализированный конденсатор, основным и единственным параметром которого является ёмкость, называется ёмкостным элементом.

Ёмкость численно равна отношению величины электрического заряда на участке электрической цепи к величине напряжения на нём

Единицей измерения ёмкости является (фарада).

Связь заряда с напряжением на ёмкостном элементе называется кулон-вольтной характеристикой (КВХ). В случае линейной зависимости между этими величинами ёмкостный элемент будет линейным и ёмкость может быть определена как тангенс угла наклона КВХ (рис. 1.4 в)

где — масштабы осей заряда и напряжения КВХ.

Изменение напряжения на конденсаторе вызывает изменение количества зарядов на электродах, т.е. электрический ток. Это следует из уравнения (1.8). Если взять производную по времени от числителя и знаменателя, считая, что , то

Отсюда можно определить напряжение на ёмкостном элементе

где — напряжение на момент начала интегрирования.

Таблица 1.1

Пассивные элементы электрической цепи

Таким образом, из выражений (1.1-1.10) следует, что электромагнитные процессы в электрической цепи полностью описываются понятиями электродвижущей силы, напряжения и тока, а количественные соотношения между этими величинами определяются тремя параметрами элементов: сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью. Обратите внимание, что все рассматриваемые элементы электрической цепи (сопротивление, катушка индуктивности, конденсатор) имеют все наборы параметров (R, £, Q). В физическом объекте, когда течет ток, энергия необратимо преобразуется теплом, поэтому существуют процессы, связанные с накоплением и перераспределением заряда, которые создают магнитное поле в окружающей среде. Однако при определённых условиях то или иное свойство объекта проявляется сильнее и, соответственно, большее значение имеет параметр, связанный с этим свойством, в то время как остальными свойствами и соответствующими параметрами можно просто пренебречь.

Из трёх рассмотренных элементов цепи только резистивный элемент связан с необратимым преобразованием электрической энергии. Индуктивный и ёмкостный элементы соответствуют процессам накопления энергии в магнитном и электрическом полях с последующим возвратом её в источник в том же количестве, в котором она была накоплена.

Активные элементы электрической цепи

Активными элементами электрической цепи являются источники электрической энергии. Свойства источников, как элементов электрической цепи характеризуются вольт-амперной характеристикой, называемой в этом случае внешней характеристикой источника. Внешняя характеристика это зависимость выходного напряжения источника от тока, отдаваемого нагрузке. Также как все остальные элементы электрической цепи источники могут быть линейными и нелинейными. Линейные источники обладают линейной внешней характеристикой.

Если напряжение на выходе источника постоянно и не зависит от тока в нагрузке, то такой источник называется источником ЭДС или источником напряжения. Его внешняя характеристика представляет собой горизонтальную линию (линия 1 на рис. 1.5, д), а т.к. тангенс угла наклона ВАХ соответствует сопротивлению элемента электрической цепи, то это означает, что сопротивление источника ЭДС равно нулю. На схемах он изображается окружностью со стрелкой, указывающей направление действия ЭДС, т.е. направление возрастания электрического потенциала (рис. 1.5, а).

Можно создать также источник электрической энергии, формирующий в нагрузке неизменный ток. Внешняя характеристика такого источника будет вертикальной прямой линией (линия 2 на рис. 1.5, д), а сам источник будет называться источником тока. В соответствии с внешней характеристикой сопротивление двухполюсника, обладающего свойствами источника тока, будет равно бесконечности. На электрических схемах источник тока изображается окружностью с двойной стрелкой внутри, направление которой указывает направление протекания тока (рис. 1.5, в).

Источники ЭДС и тока называются идеальными источниками электрической энергии. Это связано с тем, что в них нет потерь энергии, т.к. их проводимость и сопротивление бесконечны . Фактически, ни одно техническое устройство не имеет необратимого преобразования энергии в любом случае. Однако эти потери могут быть компенсированы внешними источниками энергии для рассматриваемой электрической цепи, и реальные технические устройства имеют характеристики идеального источника по отношению к нагрузке. Простейшим примером такого устройства является стабилизированный источник питания, в котором с помощью внутренней обратной связи обеспечивается компенсация потерь внутри источника за счёт энергии питающей сети. Тем самым обеспечивается постоянство выходного напряжения до определенного значения тока нагрузки, после чего он переключается в режим работы с постоянным током, реализуя в этих двух режимах работы оба идеальных источника.

Если потери электрической энергии внутри источника не компенсируются, то он имеет наклонную внешнюю характеристику (линия 3 на рис. 1.5, д). Такие источники часто называют реальными источниками. Их схему замещения можно представить в виде источника ЭДС и последовательно включённого внутреннего сопротивления г (рис. 1.5, б). Уравнение внешней характеристики в этом случае имеет вид

Решая его совместно с уравнением нагрузки , мы получим значение тока в цепи

Графически это решение соответствует точке а пересечения внешней характеристики источника (линия 3 на рис. 1.5, д) с вольтамперной характеристикой нагрузки (линия 4 на рис. 1.5, д). При изменении сопротивления нагрузки будет меняться угол р ВАХ и точка а будет скользить по внешней характеристике, определяя режим работы электрической цепи.

При да ток в цепи равен нулю (рабочая точка b на рис. 1.5 д) и этот режим работы называется холосты.и ходом. Из выражения (1.11) следует, что в режиме холостого хода напряжение на выводах источника равно его ЭДС Е, что позволяет произвести её измерение вольтметром с большим входным сопротивлением.

При напряжение на выводах источника равно нулю (рабочая точка на рис. 1.5 д) и этот режим работы цепи называется коротким замыканием. В режиме короткого замыкания ток в цепи ограничивается только внутренним сопротивлением источника , что крайне опасно, т.к. обычно это сопротивление имеет очень малую величину и ток в цепи может достигать значений, при которых источник может выйти из строя.

На всём остальном множестве точек внешней характеристики источника выделяют два режима работы цепи: номинальный и согласованный. Номинальный режим работы это режим, при котором элементы электрической цепи работают в условиях соответствующих проектным. Для элементов электрических цепей номинальными параметрами, обеспечивающими номинальный режим работы, являются ток, напряжение и мощность.

Согласованный режим работы цепи это режим, при котором источник отдает в нагрузку максимально возможную мощность. Из выражений (1.5) и (1.12) можно найти мощность, рассеиваемую на сопротивлении нагрузки

Очевидно, что эта функция (линия 5 на рис. 1.5, д) имеет максимум, т.к. она обращается в нуль при . Взяв производную и приравнивая её нулю, найдём значение сопротивления нагрузки, соответствующее максимуму мощности. Это условие имеет вид , что соответствует току . Ток нагрузки, равный половине тока короткого замыкания источника в силовых электрических цепях недопустим. Кроме того, КПД электрической цепи, как отношение мощности рассеиваемой в нагрузке, к мощности, рассеиваемой во всей цепи —

в согласованном режиме составляет 0,5. Столь низкий КПД также недопустим для силовых электрических цепей. Для его повышения в них стремятся обеспечить условие и работают в режиме левее точки максимума (точки d и е на рис. 1.5, д). В то же время, в маломощных устройствах (например, в радиоэлектронных) согласованный режим работы является основным, т. к. обеспечивает в приёмнике сигнал максимальной мощности.

В некоторых случаях оказывается удобным представить реальный источник электрической энергии параллельной схемой замещения с источником тока (рис. 1.5, г). Такая возможность следует из уравнения (1.11), если обе его части разделить на величину внутреннего сопротивления . Тогда

где — ток холостого хода источника с внутренней проводимостью ток источника Jравный току короткого замыкания источника с последовательной схемой. Сопоставляя уравнения (1.11) и (1.13), получим соотношения параметров последовательной и параллельной схем замещения

Обе схемы по отношению к нагрузке полностью эквивалентны, т.к. эквивалентны их внешние характеристики. Однако сами источники реализованные по этим схемам будут работать по-разному в одинаковых режимах работы нагрузки. В режиме холостого хода в источнике с последовательной схемой рассеяние мощности будет равно нулю, а в источнике с параллельной — , т.е. Этот режим очень важен для него. Потому что вся мощность источника J рассеивается внутренней проводимостью (сопротивлением). В режиме короткого замыкания источник с параллельной эквивалентной цепью не имеет потерь мощности, а источник с последовательной цепью работает в аварийном режиме. рассеивая на внутреннем сопротивлении мощность . Единственным режимом работы цепи, в котором обеспечивается эквивалентность преобразования схемы замещения по отношению к источнику, является согласованный режим.

С практической точки зрения имеет большое значение задача определения внутренних параметров источника . Их можно определить по данным измерений напряжения и тока в режимах холостого хода и короткого замыкания, но, как уже упоминалось выше, режим короткого замыкания представляет опасность для источников с малым внутренним сопротивлением, а режим холостого хода для источников с большим внутренним сопротивлением. Поэтому эти параметры можно определить, измерив ток и напряжение в нагрузке в двух произвольных режимах — , а затем из уравнения (1. 11) найти

Выражения (1.14) упрощаются, если одним из режимов будет холостой ход или короткое замыкание —

В источниках малой мощности можно определить внутреннее сопротивление экспериментально с помощью вольтметра. Для этого нужно измерить напряжение на выходе источника в режиме холостого хода, а затем, подключив переменное сопротивление , найти такое значение, при котором напряжение будет равно половине напряжения холостого хода, т.е. в цепи наступит согласованный режим и будет равно .

Электрическая цепь и ее элементы

Содержание

Элементы цепи

Независимо оттого, из каких частей состоят электрические цепи, их объединяет одно – их составляющие должны производить, передавать или потреблять электричество.

Элементы подразделяются на пассивные и активные. К первым из них относят всё, что потребляет или передает электроэнергию: лампы, нагревательные элементы, электродвигатели и т.д. Ко вторым – источники, вырабатывающие электроэнергию: генераторы, аккумуляторы, солнечные батареи и т. д. Также элементы делятся на двухполюсные (те, которые имеют 2 вывода) и многополюсные (те, которые имеют 4 и более вывода). В качестве примера двухполюсника можно привести резистор. В качестве четырехполюсника – повышающий или понижающий трансформатор.

Обязательными составляющими цепи являются:

1. Источник (Source) – в большинстве случаев аккумулятор, гальванический элемент или генератор. Изредка – ветрогенераторы и солнечные батареи.
2. Проводник (Conductor) – необходим для передачи электроэнергии от источника к электропотребителю.
3. Потребитель электроэнергии (Load, consumer) (чаще всего в быту это осветительные приборы, двигатели, нагревательные приборы, электроника, бытовая техника, такая как компьютеры, пылесосы, стиральные машины).
4. Замыкающее/размыкающее устройство (Switch) или выключатель.

Основными электроприемниками являются:

• Резисторы – потребитель, который имеет переменное или постоянное сопротивление.
• Конденсатор – потребитель, который имеет емкость. Он запасает энергию и имеет возможность ее возвратить.
• Катушка индуктивности – потребитель, создающий индуктивное поле.
• Электродвигатель – потребитель, превращающий энергию электронов, двигающихся вдоль проводника, в механическую.

При чтении схем и расчетах пользуются следующими понятиями: контур, узел и ветвь.

• Ветвью называют участок с одним или несколькими компонентами, соединенными последовательно.
• Узлом называют место соединения двух и более ветвей.
• Контуром называется совокупность ветвей, которые образуют для тока замкнутый путь. При этом один из узлов в контуре должен являться и началом, и концом пути, а остальные узлы должны встречаться не более одного раза.

Облегчить чтение схем можно с помощью вот такой таблички:

Режимы работы цепи

Опираясь на показатели нагрузки, различают такие режимы функционирования цепи: номинальный, холостой ход, замыкание и согласование.

При номинальной работе система выполняет характеристики, заявленные в техпаспорте оборудования. Холостой ход образуется в случае обрыва цепи. Этот режим работы относится к аварийным. Электрическая цепь в режиме короткого замыкания имеет сопротивление, которое равно нулю. Это также аварийный режим.

Согласование характеризуется перемещением наибольшей мощности от источника энергии к проводнику. В таком режиме нагрузка равняется сопротивлению источника питания.

Ознакомившись с основными характеристиками и видами такой системы, как электрическая цепь, становится возможным понять принцип функционирования любого электрооборудования. Данное устройство работы системы применяется к любому электрическому бытовому прибору. Применяя полученные знания, можно понять причину поломки оборудования или оценить правильность его работы в соответствии с техническими характеристиками, заявленными производителем.

Законы электрических цепей

Закон Ома

Пусть имеется однородный участок цепи — им может служить кусок металла постоянного сечения, все точки которого имеют одинаковую температуру, и пусть на концах этого проводника поддерживается неизменная разность потенциалов U. Тогда, согласно закону Ома, в однородном участке цепи сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах участка:

U = IR, I = U/R, R = U/I

Существуют участки цепи, в которых зависимость силы тока от разности потенциалов на их концах нелинейна. В этом случае рассматривают среднее значение сопротивления:

Переходя к пределу при условии, что Di-> 0, получаем динамическое сопротивление:

Первый закон Кирхгофа — закон баланса токов в узле

Реальные электрические цепи включают в себя комбинации последовательно и параллельно соединенных нагрузок и генераторов. В рассчитывать разности потенциалов на всех участках цепи и силы токов в них, а также электродвижущие силы источников тока, входящих в данную цепь, можно с помощью закона Ома и закона сохранения заряда. Однако для упрощения расчетов Г. Кирхгофом были предложены два простых правила, нашедших широкое применение в электротехнике.

Первое из них относится к узлам разветвления цепи, в которых сходятся и из которых расходятся токи. Токи, подходящие к узлу, условились считать положительными, а токи, исходящие из узла — отрицательными. В этом случае в каждой точке разветвления проводов алгебраическая сумма всех сил токов равна нулю (первое правило Кирхгофа):

Электрический заряд в узле не накапливается.

Второй закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма ЭДС источников питания в любом контуре равна алгебраической сумме падений напряжения на элементах этого контура:

Второе закон, по существу, является следствием закона Ома для неоднородного участка цепи.

Закон Джоуля — Ленца

Количество теплоты, выделяемое проводником с током I на сопротивлении R, прямопропорционально произведению квадрата силы тока, на сопротивление и на время прохождения тока:

Электрическая цепь и ее элементы

Теория > Физика 8 класс > Электрические явления

Электрическая цепь — совокупность устройств, предназначенных для прохождения электрического тока. Цепь образуется источниками энергии (генераторами), потребителями энергии (нагрузками), системами передачи энергии (проводами).
Электрическая цепь — совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока. Её задача – передавать энергию устройству и обеспечивать требуемый режим работы.

Простейшая электрическая установка состоит из источника (гальванического элемента, аккумулятора, генератора и т. п.), потребителей или приемников электрической энергии (ламп накаливания, электронагревательных приборов, электродвигателей и т. п.) и соединительных проводов, соединяющих зажимы источника напряжения с зажимами потребителя. 

Электрическая цепь делится на внутреннюю и внешнюю части. 
К внутренней части электрической цепи относится сам источник электрической энергии. Источники питания цепи — это гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термоэлектрические генераторы, фотоэлементы и др. В современной технике в качестве источников энергии применяют главным образом электрические генераторы.
Во внешнюю часть цепи входят  потребители энергии и вспомогательные элементы.  
Потребители энергии  преобразовывают  электрическую энергию в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, и т. д.)  К ним относятся: электродвигатели, нагревательные и осветительные приборы и др.

В качестве вспомогательного оборудования в электрическую цепь входят аппараты для включения и отключения (например, рубильники), приборы для измерения электрических величин (например, амперметры и вольтметры), аппараты защиты (например, плавкие предохранители).

Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи. Разрыв цепи в любом месте вызывает прекращение электрического тока.

Чтобы удобнее было анализировать и рассчитывать электрическую цепь, её изображают в виде схемы. В ней содержатся условные обозначения элементов, а также способы из соединения.
Ниже приведены некоторые элементы электрической цепи:

А теперь помотрим как применяются эти обозначения при составлении схемы:

Задание 1. Начертите в тетради схему последовательного соединения потребителей электроэнергии из 2-х лампочек.

Задание 2. Начертите в тетради схему  параллельного соединения потребителей электроэнергии из 2-х лампочек.

Теория | Калькуляторы | ГДЗ | Таблицы и знаки | Переменка | Главная Карта Сайта

Виды электрических цепей

Неразветвлённые и разветвлённые электрические цепи

Рисунок 1 — Разветвлённая цепь

Электрические цепи подразделяют на неразветвлённые и разветвлённые. Во всех элементах неразветвлённой цепи течёт один и тот же ток. Простейшая разветвлённая цепь изображена на рисунке 1. В ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течёт свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течёт одинаковый ток) и заключённый между двумя узлами. В свою очередь, узел есть точка цепи, в которой сходятся не менее трёх ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка (рисунок 1), то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае его нет. Узел, в котором сходятся две ветви, одна из которых является продолжением другой, называют устранимым или вырожденным узлом.

Линейные и нелинейные электрические цепи

Линейной электрической цепью называют такую цепь, все компоненты которой линейные. К линейным компонентам относятся зависимые и независимые идеализированные источники токов и напряжений, резисторы (подчиняющиеся закону Ома), и любые другие компоненты, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, наиболее известны электрические конденсаторы и катушки индуктивности.
Если цепь содержит отличные от перечисленных компоненты, то она называется нелинейной.

Изображение электрической цепи с помощью условных обозначений называют электрической схемой. Функция зависимости тока, протекающего по двухполюсному компоненту, от напряжения на этом компоненте называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Часто ВАХ изображают графически в декартовых координатах. При этом по оси абсцисс на графике обычно откладывают напряжение, а по оси ординат — ток.

В частности, омические резисторы, ВАХ которых описывается линейной функцией и на графике ВАХ являются прямыми линиями, называют линейными.

Примерами линейных (как правило, в очень хорошем приближении) цепей являются цепи, содержащие только резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности без ферромагнитных сердечников.

Некоторые нелинейные цепи можно приближенно описывать как линейные, если изменение приращений токов или напряжений на компоненте мало, при этом нелинейная ВАХ такого компонента заменяется линейной (касательной к ВАХ в рабочей точке). Этот подход называют «линеаризацией». При этом к цепи может быть применён мощный математический аппарат анализа линейных цепей. Примерами таких нелинейных цепей, анализируемых как линейные, являются практически любые электронные устройства, работающие в линейном режиме и содержащие нелинейные активные и пассивные компоненты (усилители, генераторы и др.).

Виды цепей

Чтобы успешно пользоваться электросхемами, необходимо иметь представление, какую электрическую цепь называют замкнутой и разомкнутой.

Замкнутой называют непрерывную цепь, состоящую из электроприборов и проводников. Как только она прерывается – становится разомкнутой. В таком состоянии она неспособна проводить ток, хотя в ней может быть напряжение, так как в ней появляется диэлектрик. В подавляющем большинстве случаев в качестве такого диэлектрика выступает обычный атмосферный воздух. На этом принципе работают приборы, предназначенные для размыкания – выключатели, рубильники, предохранители, кнопки.

Неразветвленной называют электрическую цепь, состоящую из источника и последовательно соединенных компонентов. Важнейшим признаком здесь является то, что во всех участках ток имеет одинаковую величину. Разветвленной – имеющую в своем составе одно или несколько параллельно соединенных компонентов.

Каждая может иметь одновременно несколько классификаций и названий:

• силовой – называют соединение приборов, необходимых для производства, передачи электроэнергии, ее преобразования или потребления;
• вспомогательной – ту, которая имеет разные функциональные назначения, но которая не является силовой;
• измерительной – называют необходимую для регистрации параметров сети и включенных в нее приборов;
• управляющей – называют приводящую в действие приборы или изменяющую их параметры в зависимости от общего предназначения;
• сигнализирующей называют приводящую в действия сигнальные устройства, показывающие на наличие тех или иных изменений.

Простейшей электрической цепью является источник, соединенный проводниками с электропотребителем, а простой называют любую одноконтурную. Сложными называются цепи, имеющие два и более контура. Они в свою очередь делятся на многоузловые, многоконтурные, объемные и плоскостные.

Основные компоненты

Инвентор электрического тока

Все составные части в цепи участвуют в одном электромагнитном процессе. Условно их разделяют на три группы.

• Первичные источники электрической энергии и сигналов могут преобразовывать энергию неэлектромагнитной природы в электрическую. Например, гальванический элемент, аккумулятор, электромеханический генератор.
• Вторичный тип, как на входе, так и на выходе имеет электрическую энергию. Изменяются только ее параметры – напряжение и ток, их форма, величина и частота. Примером могут быть выпрямители, инверторы, трансформаторы.
• Потребители активной энергии преобразовывают электрический ток в освещение или тепло. Это электротермические устройства, лампы, резисторы, электродвигатели.
• К вспомогательным компонентам относят коммутационные устройства, измерительные приборы, соединительные элементы и провод.

Основой электрической сети является схема. Это графический рисунок, который содержит условные изображения и обозначения элементов и их соединение. Они выполняются согласно ГОСТу 2.721-74 – 2.758-81

Схема простейшей линии включает в себя гальванический элемент. С помощью проводов к нему через выключатель подсоединена лампа накаливания. Для измерения силы тока и напряжения в нее включен вольтметр и амперметр.

Трехфазные электрические цепи

Трехфазная цепь в рабочем режиме

Среди электрических цепей распространены как однофазные, так и многофазные системы. Каждая часть многофазной цепи характеризуется одинаковым значением тока и называется фазой. Электротехника различает два понятия этого термина. Первое – непосредственная составляющая трехфазной системы. Второе – величина, изменяющаяся синусоидально.

Трехфазная цепь – это одна из многофазных систем переменного тока, где действуют синусоидальные ЭДС (электродвижущая сила) одинаковой частоты, которые сдвинуты во времени относительно друг друга на определенный фазовый угол. Она образована обмотками трехфазного генератора, тремя приемниками электроэнергии и соединительными проводами.

Такие цепи служат для обеспечения генерации электрической энергии, для ее передачи, распределения, и имеет следующие преимущества:

• экономичность выработки и транспортировки электроэнергии в сравнении с однофазной системой;
• простое генерирование магнитного поля, которое необходимо для работы трехфазного асинхронного электродвигателя;
• одна и та же генераторная установка выдает два эксплуатационных напряжения – линейное и фазное.

Что называется электрической цепью

ЭЦ – это комплекс элементов, при помощи которых создаётся, передаётся и потребляется электрическая энергия. Данные элементы, или участки, содержат источники электрической энергии, а также промежуточные устройства и проводники между ними, обеспечивающие неразрывность соединений.

Как по другому называется электрическая цепь

Источниками электрической энергии являются устройства, вырабатывающие ток путём физических, химических или световых преобразований.

Важно! Приемниками электроэнергии являются устройства, работа которых напрямую зависит от активности источника. Промежуточные элементы с функциональными устройствами служат для передачи электрической энергии от источников к приемникам

В зависимости от назначения, они непосредственно передают энергию с конкретными параметрами источника

Промежуточные элементы с функциональными устройствами служат для передачи электрической энергии от источников к приемникам. В зависимости от назначения, они непосредственно передают энергию с конкретными параметрами источника.

Обозначения элементов на схеме

Прежде чем приступить к монтажу оборудования необходимо изучить нормативные сопровождающие документы. Схема позволяет донести до пользователя полную характеристику изделия с помощью буквенных и графических обозначений, занесенных в единый реестр конструкторской документации.

К чертежу прилагаются дополнительные документы. Их перечень может быть указан в алфавитном порядке с цифровой сортировкой на самом чертеже, либо отдельным листом. Классифицируют десять видов схем, в электротехнике обычно используют три основные схемы.

• Функциональная имеет минимальную детализацию. Основные функции узлов изображают прямоугольником с буквенными обозначениями.
• Принципиальная схема подробно отображает конструкцию использованных элементов, а также их связи и контакты. Необходимые параметры могут быть отображены непосредственно на схеме или в отдельном документе. Если указана только часть установки, это однолинейная схема, когда указаны все элементы – полная.
• В монтажной электрической схеме используют позиционные обозначения элементов, их месторасположение, способ монтажа и очередность.

Выключатель на схеме выглядит как кружок с наклоненной вправо чертой. По виду и количеству черточек определяют параметры устройства.

Кроме основных чертежей есть схемы замещения.

Энергия электрического поля

Рассмотрим систему из двух проводников, на которых распределены равные по модулю, но противоположные по знаку заряды. Опыт показывает, что разность потенциалов между этими проводниками пропорциональна модулю заряда: U=q/C, где С — постоянный коэффициент, определяемый в общем случае размерами проводников, их формой и расположением в пространстве, а также диэлектрической проницаемостью среды, в которую помещены проводники. Величину С, равную отношению заряда системы проводников к разности потенциалов между ними, называют электрической емкостью (короче — электроемкостью) данной системы проводников:

C = q/U

Единицей электроемкости является кулон на вольт (Кл/В). В честь М. Фарадея эта единица получила название фарад (Ф): 1 Ф = 1 Кл/В.

Систему из двух изолированных друг от друга металлических проводников, между которыми находится диэлектрик, называют конденсатором.

Накопление энергии в электрическом поле конденсатора

где

— заряд, Кл;

— напряжение, В;

— электрическая емкость конденсатора, Ф.

Если напряжение источника в цепи конденсатора изменяется, то происходит перераспределение зарядов на его пластинах, что приводит к возникновению тока в цепи:

Мощность конденсатора положительна при его заряде и отрицательна при разряде конденсатора.

Если напряжение возрастает, то i>0. Это значит, что ток и напряжение совпадают по направлению, энергия электрического поля в конденсаторе возрастает.

При убывании напряжения ток также уменьшается, энергия возвращается обратно к источнику.

Величины R(OM), L(Гн), С(Ф) зависят от свойств самого устройства, его конструкции и являются параметрами этого устройства.

Энергия электромагнитного поля

Опыт показывает, что в контуре из двух электроламп, соленоида и реостата при отключении источника тока еще некоторое время течет электрический ток, причем сила тока со временем уменьшается от некоторого начального значения до нуля.

Одновременно с током, как известно, исчезает и магнитное поле тока. Так как никаких других источников энергии, которые поддерживали бы электрический ток в контуре, нет, то остается предположить, что энергией обладает само магнитное поле. Найдем начальную энергию W магнитного поля, считая, что она расходуется на индуцирование э. д. с. и тока самоиндукции в контуре, когда магнитный поток убывает от некоторого начального значения до нуля.

Бесконечно малое изменение энергии поля равно элементарной работе тока в контуре:

Но э. д. с. самоиндукции , а сила тока i=dQ/dt. Отсюда

dW = — Lidi

Знак минус указывает, что энергия поля уменьшается. Интегрируя это выражение, находим

где

-потокосцепление;

— индуктивность или коэффициент пропорциональности между током и потокосцеплением;

— ток через катушку.

Потокосцеплением самоиндукции y цепи называется сумма произведений магнитных потоков, обусловленных только током в этой цепи, на число витков, с которыми они сцеплены.

Если все витки пронизываются одним и тем же магнитным потоком Ф, то потокосцепление равно произведению магнитного потока на число витков y=Фw, а w = nI, где I-длина соленоида, n — густота обмотки.

В СИ потокосцепление измеряется в веберах, индуктивность — в генри.

Генри — это индуктивность соленоида, в котором при силе тока 1 А создается магнитный поток 1 Вб.

Зависимость потокосцепления от тока может быть постоянной (линейная зависимость) или нелинейной.

При изменении тока изменяется потокосцепление и в катушке наводится ЭДС самоиндукции:

Знак минус показывает, что ЭДС противодействует изменению тока в цепи.

Напряжение и мощность индуктивности равны:

Мощность может быть как положительной (при намагничивании), так и отрицательной (при размагничивании).

При нарастании тока , направления тока и напряжения совпадают, в индуктивности запасается энергия магнитного поля.

При убывании тока , направления тока и напряжения не совпадают, энергия магнитного поля в индуктивности убывает, возвращается обратно к источнику.

Явление самоиндукции можно наблюдать на опыте, собрав цепь с источником постоянного тока и двумя параллельными ветвями (смотри рисунок выше). Одна ветвь состоит из электролампы Л1 и реостата R, другая — из такой же электролампы Л2 и соленоида. С помощью реостата в обеих ветвях устанавливают одинаковую силу постоянного тока. После включения рубильника видно, что лампа Л2 начинает светиться позже, чем лампа Л1. Это объясняется тем, что в соленоиде индуцируется э. д. с. самоиндукции, препятствующая некоторое время нарастанию силы тока. У разных соленоидов время нарастания силы тока оказывается различным, так как вокруг каждого из них создаются разной величины магнитные потоки, которые индуцируют различные э. д. с. самоиндукции.

Физические величины, характеризующие цепь

Величин, которыми можно описать любую электрическую цепь несколько. Основными из них являются:

1. Напряжение – U (измеряется в вольтах (В)).
2. Сила тока – I (измеряется в амперах (А)).
3. Сопротивление – R (измеряется в омах (Ом)).
4. Мощность – P (измеряется в Ваттах (Вт)).
5. Ёмкость – С (измеряется в Фарадах (Ф).

Знание формул позволяет проводить практические расчеты. К примеру, сопротивление резистора зависит не только от тока, но и от напряжения. Формула, которая это отражает, называется Законом Ома для участка цепи и выглядит так:

I=U/R, где

• I – сила тока;
• U – напряжение;
• R – сопротивление.

Если резистор имеет постоянное сопротивление независимо от того, какой ток по нему протекает, он имеет название «линейный элемент».

Когда по резистору протекает ток, его сопротивление увеличивается из-за увеличения колебания на молекулярном уровне кристаллической решетки в проводнике. Колебания мешают движению электронов, и в результате энергия теряется понапрасну. Для того чтобы предотвратить перегорание резистора в цепь последовательно ему часто устанавливают предохранитель. Он содержит внутри легкоплавкий проводник, рассчитанный на перегорание при превышении параметров. Перегорая, предохранитель уберегает от повреждения всю схему и экономит, порой, часы при ремонте, так как поменять предохранитель легче, чем искать поврежденный компонент среди десятков таких же.

Узнать больше об электрических цепях можно с помощью видео:

• Кто изобрел электрическое уличное освещение
• Статическое электричество и защита от него
• 6 простейших способов определения полярности светодиодов

 

 

Помогла ли вам статья?

Задать вопрос

Пишите ваши рекомендации и задавайте вопросы в комментариях

ЛЕКЦИЯ 1. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ — МегаЛекции

 

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

 

Электротехническое устройство и происходящие в нем физические процессы в теории электротехники заменяют расчетным эквивалентом – электрической цепью. Электрическая цепь — это совокупность соединенных друг с другом проводниками источников электрической энергии и нагрузок, по которым может протекать электрический ток. Электромагнитные процессы в электрической цепи можно описать с помощью следующих понятий: ток, напряжение, Э.Д.С., сопротивление, проводимость, индуктивность, емкость.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. Постоянным называют ток, неизменный во времени. Он представляет направленное упорядоченное движение носителей электрического заряда. Как известно из курса физики, носителями зарядов в металлах являются электроны, в полупроводниках электроны и дырки (ионы), в жидкостях – ионы.

Упорядоченное движение носителей зарядов в проводниках вызывается электрическим полем. Поле создается источниками электрической энергии. Источник преобразует химическую, механическую, кинетическую, световую или другую энергию в электрическую энергию. Он характеризуется Э.Д.С. и внутренним сопротивлением. Э.Д.С. источника может быть постоянной или переменной во времени. Переменная Э.Д.С. может изменяться во времени по любому физически реализуемому закону. Ток, протекающий по цепи под воздействием переменной Э.Д.С., также переменный.

Для обозначения основных физических величин в теории электротехники используют определенные символы. Приведем их краткий перечень:

– постоянный ток принято обозначать символом I,

– переменный ток – i(t),

– постоянную Э.Д.С. – Е,

– переменную Э.Д.С. – е(t),

– напряжение постоянного тока – U,

– напряжение переменного тока – u(t),

– сопротивление – R,

– проводимость – G,

– индуктивность – L,

– емкость – С.

В международной системе единиц (СИ) ток измеряют в «Амперах» (А), Э.Д.С. и напряжение – в «Вольтах» (В). К единицам измерения параметров электрических цепей относятся:

– Ом (Ом) – единица сопротивления;

– Сименс (См) – единица проводимости;

– Генри (Гн) – единица индуктивности;

– Фарада (Ф) – единица емкости.

При анализе электрических цепей, как правило, оценивают значение токов, напряжений и мощностей. В этом случае нет необходимости учитывать конкретное устройство различных нагрузок. Важно знать лишь их сопротивление – R, индуктивность – L или емкость – С. Такие элементы цепи называют приемниками электрической энергии.

Для включения и отключения элементов электрических цепей применяют коммутационную аппаратуру – рубильники, выключатели, тумблеры. Примеры графического изображения однополюсного выключателя, трехфазного рубильника и переключателя, приведены на рис. 1.1. Кроме этих элементов в электрическую цепь могут включаться электрические приборы для измерения тока, напряжения, мощности и других параметров.

Изображение электрической цепи с помощью условных графических обозначений называют электрической схемой (рис. 1.2).

Зависимость тока, протекающего по приемнику электрической энергии, от напряжения на этом приемнике принято называть вольтамперной характеристикой (ВАХ) (рис. 1.3). Приемники электрической энергии, вольтамперные характеристики которых являются прямыми линиями (линия а на рис. 1.3), называются линейными.

Электрические цепи, в состав которых включены только линейные элементы, называются линейными электрическими цепями.

Электрические цепи, в состав которых входит хотя бы один нелинейный элемент (график б на рис. 1.3), называются нелинейными

электрическими цепями.

 

2. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

 

Одной из основных характеристик источников электрической энергии является Э.Д.С. Количественно Э.Д.С. характеризуется работой А, которая совершается сторонними силами при перемещении заряда в один Кулон в пределах источника

. (1.1)

Графически Э.Д.С. изображают стрелкой в кружке. Направление стрелки совпадает с направлением сторонних сил. Перемещение заряда определяет ток источника. Прохождение тока сопровождается потерями на нагрев источника. Количественно потери удобно определять внутренним сопротивлением R_вн. Поэтому условное графическое обозначение источника Э.Д.С. представляет последовательное включение Э.Д.С. Е и внутреннего сопротивления R_вн (рис. 1.4).

 

На рисунке символами 1 – 1′ обозначены зажимы источника. Разность потенциалов на зажимах источника называется напряжением U[B]. Стрелками показаны положительные направления тока и напряжения. Когда ключ К разомкнут, ток в цепи равен нулю и напряжение на зажимах источника равно Э.Д.С. Замкнем ключ К. В цепи возникнет ток

. (1.2)

При этом напряжение на зажимах источника станет равным

. (1.3)

Зависимость напряжения U на зажимах источника от тока I изображена на рис. 1.5, а. С увеличением тока напряжение на зажимах источника уменьшается. ВАХ источника Э. Д.С. представляет прямую линию, наклоненную к оси токов под углом a, причем

a = arctg Rвн.

Если у источника Э.Д.С. R_вн = 0, то его ВАХ имеет вид прямой, параллельной оси токов (рис. 1.5, б). Такой источник называют идеальным. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от тока.

Если у некоторого источника увеличивать Е и R_вн до бесконечности, то его ВАХ примет вид рис. 1.5, в. Такой источник питания называют источником тока. Ток такого источника I_T определяется отношением

(1.4)

.

и не зависит от сопротивления нагрузки, так как Rвн >> Rн. Реальный источник тока имеет конечные значения Е и R_вн, а его условное графическое обозначение приведено на рис. 1.5, г.

При расчете электрических цепей реальный источник электрической энергии с конечными значениями Е и R_вн заменяют источником Э.Д. С. или источником тока (рис. 1.6 а, б). Ток в нагрузке R_н одинаков и равен

.

Для схемы рис. 1.6, а это очевидно и следует из того, что R_вн и R_н включены последовательно. Для схемы цепи по рис. 1.6, б известно, что ток I_T = Е/R_вн распределяется обратно пропорционально параллельно включенным R_вн и R_н, т.е.:

= .

Каким из двух источников воспользоваться, выбирает инженер.

Пример.

В схеме рис.1.6, а источник Э.Д.С. имеет параметры Е = 100В, R_вн =

2 Ом. Определить параметры эквивалентного источника тока в схеме рис. 1.6, б.

Решение:

.

Следовательно, параметры эквивалентной схемы рис. 1.6, б имеют значение:

I_T = 50А; R_вн = 2 Ом.

Источники питания могут иметь постоянную Э. Д.С. — Е или переменную е(t), изменяющуюся во времени по заданному закону. В первом случае в цепи протекает постоянный ток, и она называется цепью постоянного тока. Во втором случае ток i(t) и напряжение u(t) переменные, поэтому цепь называется цепью переменного тока. В электротехнике чаще других применяются синусоидальные ток и напряжение.

 

3. ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Приемники электрической энергии делятся на пассивные и активные. Пассивными называют приемники, в которых под действием приложенного напряжения не возникает Э.Д.С. ВАХ пассивных приемников проходят через начало координат. При отсутствии напряжения ток этих элементов равен нулю.

Основной характеристикой пассивных элементов является сопротивление. Пассивные элементы, сопротивление которых не зависит от приложенного напряжения, называются линейными. Реально таких элементов не существует. Но весьма близки к ним резисторы, реостаты, лампы накаливания и др. Зависимость напряжения от тока в таких элементах определяется законом Ома, т.е. U = IR, где R – сопротивление элемента. Эта зависимость не меняется, если напряжение и ток – переменные.

К приемникам электрической энергии относятся емкостные и индуктивные элементы. При постоянном напряжении, приложенном к емкости, на ее обкладках накапливается заряд

. (1.5)

Ток через емкость не протекает. Это означает, что сопротивление емкости в цепи постоянного тока равно бесконечности. Если к емкости приложено переменное напряжение u(t), то и заряд на ее обкладках становится

переменным

. (1.6)

В этом случае в цепи возникает ток

. (1.7)

Выражение (1.7) позволяет определить падение напряжения на емкости, если в цепи протекает переменный ток

. (1.8)

Очевидно, что сопротивление емкостного элемента переменному току определяется законом Ома, но зависит не только от величины, но и от формы тока и напряжения.

Основным параметром индуктивного элемента является индуктивность – L. Если через индуктивность L протекает постоянный ток I, то в ней возникает постоянное во времени потокосцепление самоиндукции

. (1.9)

Будем полагать, что элемент L идеальный, т.е. сопротивление провода витков обмотки катушки индуктивности r отсутствует. Очевидно, что при этом падение напряжения на элементе равно нулю.

Предположим, что индуктивный элемент подключен к источнику переменного тока i(t). Потокосцепление также будет переменным – y(t) = L×i(t). Изменяющееся потокосцепление наводит в катушке Э.Д.С. самоиндукции

. (1.10)

Так как r=0, то Э.Д.С. е_L(t) уравновешивает напряжение, приложенное к индуктивности

. (1.11)

Выражение (1.11) позволяет определить ток индуктивности, если известно приложенное к ней напряжение u(t).

. (1.12)

Кроме пассивных приемников в электротехнике применяются активные приемники. К ним относятся электродвигатели, аккумуляторы в процессе их заряда и др. В цепи переменного тока при определенных условиях роль активных элементов выполняют индуктивность и емкость. В активных элементах возникает противо-Э.Д.С. Е. Приложенное к приемнику напряжение уравновешивается противо-Э.Д.С. и падением напряжения на сопротивлении элемента, т.е.

. (1.13)

 

4. ОСНОВНЫЕ ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

Основными топологическими понятиями теории электрических цепей являются ветвь, узел, контур, двухполюсник, четырехполюсник, граф схемы электрических цепей, дерево графа схемы. Рассмотрим некоторые из них.

Ветвью называют участок электрической цепи с одним и тем же током. Она может состоять из одного или нескольких последовательно включенных элементов. Так, схема цепи на рис. 1.7 состоит из пяти ветвей.

Узлом называют место соединения двух элементов. Место соединения трех и более ветвей называют сложным узлом. Сложный узел обозначается на схеме точкой. Сложные узлы, имеющие равные потенциалы, объединяются в один потенциальный узел. На схеме рис.1.7 узлы 1′ и 2′ могут быть объединены в один потенциальный узел. Поэтому схема имеет три сложных потенциальных узла.

Контуром называют замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов электрической цепи. Для схемы рис. 1.7 один из контуров включает позиции 2; R₅; 2′; R₄. Независимым называется контур, в состав которого входит хотя бы одна ветвь, не принадлежащая соседним контурам. Так, схема рис.1.7 содержит три независимых контура.

Двухполюсником называют часть электрической цепи с двумя выделенными зажимами – полюсами. Двухполюсник обозначают прямоугольником с индексами «А» или «П». Индекс «А» применяют для обозначения активного двухполюсника, в составе которого есть источники Э.Д.С. Индекс «П» применяют для обозначения пассивного двухполюсника. Например, часть схемы рис.1.7 с зажимами а и б может быть представлена пассивным двухполюсником (рис.1.8).

Рис.1.8. Пассивный двухполюсник

 

6. ЗАКОНЫ ОМА И КИРХГОФА

Все электрические цепи подчиняются законам Ома и Кирхгофа. Краткая информация об этих законах заключается в следующем.

Закон Ома для участка цепи без Э.Д.С. устанавливает связь между током и напряжением на этом участке

или . (1.14)

Закон Ома для участка цепи, содержащего Э.Д.С., позволяет найти ток этого участка

. (1.15)

здесь а, б — крайние точки участка; Е – значение Э.Д.С.

В (1.15) знак «плюс» ставится при совпадении направления тока, протекающего по участку, с направлением Э.Д.С.

Первый закон Кирхгофа имеет две формулировки.

1. Сумма токов, протекающих через любой узел, равна нулю.

2. Сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из него.

Второй закон Кирхгофа можно сформулировать так:

Алгебраическая сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме Э.Д.С. вдоль этого контура, т.е.

В каждую из сумм слагаемые входят со знаком «плюс», если они совпадают с направлением обхода контура.

 

7. ПОНЯТИЯ ОБ УСТАНОВИВШЕМСЯ И ПЕРЕХОДНОМ

ПРОЦЕССАХ

 

Режим работы электрической цепи, при котором токи и напряжения всех ее ветвей остаются неизменными или изменяются по периодическому закону, называется установившимся. В электрических цепях такой режим может иметь место при длительном воздействии источника электрической энергии, при неизменных параметрах приемников или при отключенном источнике.

В реальных условиях необходимо управлять работой электрических цепей, т. е. включать или отключать источники энергии, изменять параметры R, L и C элементов. Перечисленные действия принято называть коммутацией, а процессы, возникающие в результате коммутации, – переходными. Физически переходные процессы представляют собой изменение энергетического состояния элементов и цепи в целом при переходе цепи от одного режима (отключенного источника) к другому режиму (включенного источника). Это быстро протекающие процессы, но именно на интервалах их существования в цепи возможны опасные броски токов и напряжений. Поэтому переходные процессы подлежат изучению.

Рассмотрим схему цепи, приведенную на рис. 1.9, а. Будем полагать, что параметры элементов цепи постоянны. При замкнутом ключе К сумма падений напряжения на индуктивности L и сопротивлении R равна Э.Д.С. Е:

. (1.16)

В выражении (1.16) ток i и Э.Д.С. Е могут принимать конечные значения. Допустим, что ток i может измениться скачком за бесконечно малый промежуток времени ∆t. Тогда отношение ∆i / ∆t = ∞. Применение этого значения к (1.16) означает нарушение равенства, представляющего второй закон Кирхгофа. Следовательно, допущение о возможности скачкообразного изменения тока через индуктивность неприемлемо. Однако напряжение на индуктивности, равное , может измениться скачком. Полученный вывод является обоснованием закона коммутации:

В ветви с индуктивностью ток в момент коммутации сохраняет значение, которое он имел до коммутации, а после коммутации плавно из-

меняется от этого значения:

Ток в цепи с емкостью (рис. 1.9, б) определяется выражением (1.7). Поэтому уравнение, составленное для цепи по второму закону Кирхгофа, принимает вид:

(1.17)

где u_c – напряжение на емкости, Е – Э.Д.С. источника.

Напряжение u_c и Э.Д.С. E могут принимать конечные значения. Допустим, что u_c может измениться скачком за бесконечно малый промежуток времени ∆t. Тогда ∆u_c/∆t = ∞ и левая часть уравнения (1.17) не будет равна правой. Следовательно, допущение о возможности скачкообразного изменения напряжения на емкости неприемлемо. Однако ток через емкость, равный , может изменяться скачком. Полученный вывод является обоснованием следующего закона коммутации:

В ветви с емкостью напряжение в момент коммутации сохраняет значение, которое было до коммутации, а после коммутации плавно изменяется от этого значения:

В зависимости от состояния энергии в индуктивных или емкостных элементах цепей вида рис. 1.9 решаются две задачи:

– расчет цепи с нулевыми начальными условиями

– расчет цепи с ненулевыми начальными условиями

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1.1. Назовите элементы электрических цепей и приведите их условные графические обозначения. Как влияют характеристики элементов на название электрических цепей?

1.2. Что служит расчетным эквивалентом источника электрической энергии? В чем отличие идеального источника Э.Д.С. от идеального источника тока?

1.3. Как делятся все приемники электрической энергии? Приведите основные соотношения между током и напряжением для R, L и С элементов.

1.4. В каких целях введены топологические понятия электрических цепей?

1.5. Сформулируйте законы коммутации электрических цепей. Приведите математические соотношения, иллюстрирующие эти законы.

1.6. Определите внутреннее сопротивление источника Э.Д.С., если его ВАХ имеет наклон к оси токов под углом 30º.

1.7. В схеме рис. 1.6, б источник тока имеет параметры I_Т = 10 А, Rвн = 0,5 Ом. Определите параметры эквивалентного источника Э.Д.С.

1.8. В схеме рис. 1.9, б источник Э.Д.С. Е = 10 В, сопротивление R = 10 Ом, а емкость С = 0,1 мкФ. Определите напряжение на емкости и ток цепи в момент включения ключа К.

 

 

---

Читайте также:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Назовите основные элементы электрической цепи

Главная » Разное » Назовите основные элементы электрической цепи

Электрическая цепь и ее элементы

Электрическая цепь это совокупность устройств, соединенных определенным образом, которые обеспечивают путь для протекания электрического тока.

Элементами электрической цепи являются: источник тока, нагрузка и проводники. Простейшая электрическая цепь показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Простейшая электрическая цепь.

В состав электрической цепи могут входить и другие элементы, таки как устройства коммутации, устройства защиты.

Как известно, для возникновения тока необходимо соединить две точки, одна из которых имеет избыток электронов в сравнении с другой. Другими словами необходимо создать разность потенциалов между этими двумя точками. Как раз для создания разности потенциалов в цепи применяется источник тока. Источником тока в электрической цепи могут быть такие устройства, как генераторы, батареи, химические элементы и т.д.

Нагрузкой в электрической цепи считается любой потребитель электрической энергии. Нагрузка оказывает сопротивление электрическому току и от величины сопротивления нагрузки зависит величина тока. Ток от источника тока к нагрузке течет по проводникам. В качестве проводников стараются использовать материалы с наименьшим сопротивлением (медь, серебро, золото).

Важно, что для протекания тока в цепи, цепь должна быть замкнута!

Типы электрических цепей

В электротехники по типу соединения элементов электрической цепи существуют следующие электрические цепи:

• последовательная электрическая цепь;
• параллельная электрическая цепь;
• последовательно-параллельная электрическая цепь.

Последовательная электрическая цепь.

В последовательной электрической цепи (рисунок 2.) все элементы цепи последовательно друг с другом, то есть конец первого с началом второго, конец второго с началом первого и т.д.

Рисунок 2. Последовательная электрическая цепь.

При таком соединении элементов цепи ток имеет только один путь протекания от источника тока к нагрузке.При этом общий ток цепи I_общ будет равен току через каждый элемент цепи:

I_общ=I ₁=I₂=I₃

Падение напряжения вдоль всей цепи, то есть на участке А-Б (Uа-б), будет равно приложенному к этому участку напряжению E и равно сумме падений напряжений на всех участках цепи (резисторах):

E=U_а-б=U₁+U₂+U₃

Параллельная электрическая цепь.

В параллельной электрической цепи (рисунок 3.) все элементы соединены таким образом, что их начало соединены в одну общую точку, а концы в другую.

Рисунок 3. Параллельная электрическая цепь.

В этом случае у тока имеется несколько путей протекания от источника к нагрузкам, а общий ток цепи I_общ будет равен сумме токов параллельных ветвей:

I_общ=I₁+I₂+I₃

Падение напряжения на всех резисторах будет равно приложенному напряжению к участку с параллельным соединением резисторов:

E=U₁=U₂=U₃

Последовательно-параллельная электрическая цепь.

Последовательно-параллельная электрическая цепь является комбинацией последовательной и параллельной цепи, то есть ее элементы включаются и последовательно и параллельно (рисунок 4).

Рисунок 4. Последовательно-параллельная электрическая цепь.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Режимы работы электрической цепи

 

Известно, что электрическая цепь – это совокупность определённых устройств, которые обеспечивают постоянное, непрерывное прохождение электрического тока. Работа цепи невозможна, если в ней отсутствуют какие-либо элементы; в обязательном порядке должны присутствовать как источники энергии, так и её проводники, а приёмники, как правило, — это основные устройства, образующие данную цепь.

Если учесть, что в электрической цепи встречаются различные элементы, которые делятся на три основные группы: источники энергии, проводники тока и приёмники, т. е., те элементы, которые питаются от тока и преобразуют энергию в другие её виды, то можно предположить, что существует и различные режимы работы электрических цепей.

Основные режимы работы электрических цепей

Как уже было сказано ранее, любая электрическая цепь может иметь довольно сложную структуру, зависящую от количества элементов в ней и её разветвлённости. Всё это приводит к тому, что цепь может работать в различных режимах.

Выделяют три основных режима работы: нагрузочный (или согласованный), режим короткого замыкания, а также режим холостого хода. Они отличаются друг от друга нагрузкой на электрическую цепь. Также можно выделить номинальный режим работы. В этом режиме работы все устройства в цепи работают при условиях, указанных для них как оптимальные. Эти характеристики прописываются производителем в паспортных данных при изготовлении устройства на заводе.

Нагрузочный, или согласованный режим работы. Если к источнику энергии в электрической цепи подключается какой-либо приёмник, то он обладает неким сопротивлением. Таким приёмником может быть любое устройство, например электрическая лампочка.

Если есть напряжение, то действует закон Ома, таким образом, ЭДС источника получается из суммы напряжений внешнего участка цепи и на внутреннем сопротивлении источника. Падение напряжение во внешней цепи будет равным напряжению на зажимах источника. Оно зависит от нагрузочного тока: чем меньше сопротивление нагрузки, тем больше ток и, соответственно, меньше напряжение на зажимах источника питания цепи.

Другими словами можно сказать, что нагрузочный или согласованный режим работы представляет собой режим, при котором происходит передача нагрузки повышенной мощности от источника. В этом режиме сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника, при этом расходуется максимальная мощность.

Однако, такой режим не рекомендуется использовать, так как при длительном превышении номинальных значений устройства могут выйти из строя.

Режим работы холостого хода. Этот режим работы электрической цепи характеризует разомкнутое её состояние – ток отсутствует, и все элементы отключены от источника питания.

В таком состоянии цепи внутреннее падение напряжение равно нулю, а напряжение на зажимах источника питание совпадает с ЭДС источника.

Т. е., можно сказать, что режим холостого хода характеризует электрическую цепь, когда она находится в разомкнутом состоянии, а сопротивление нагрузки отсутствует полностью или отключено. Такое состояние цепи можно использовать для измерения ЭДС источника питания.

Режим короткого замыкания. Этот режим работы считается аварийным, электрическая цепь не может работать нормально. Короткое замыкание возникает при соединении двух различных точек цепи, разница потенциалов которых отличается. Такое состояние не предусмотрено изготовителем устройства и нарушает его нормальную работу.

В этом режиме работы зажимы источника энергии замкнуты проводником («закорочены»), при этом его сопротивление близко к нулю. Часто, короткое замыкание происходит в тех случаях, когда соединяются два провода, которые связывают между собой источник и приёмник в цепи, как правило, их сопротивление незначительно, так что его можно назвать нулевым.

При возникновении режима короткого замыкания, ток в цепи значительно превышает номинальные значения (из-за отсутствия сопротивления). Это может привести в непригодное состояние источник энергии и приёмники в электрической цепи. В некоторых случаях это является результатом неправильных действий со стороны персонала, работающего с электротехническим оборудованием.

Тема урока: Схемы электрических цепей

Урок №

Тема урока: Схемы электрических цепей

Цели урока:

развивающая: развивать у учащихся интерес к профессии, развивать у учащихся умение получать и использовать информацию

обучающая: изучить схемы электрических цепей, повторить закон Ома для участка цепи, элементы электрических цепей

воспитательная: воспитывать у учащихся аккуратность, внимательность, осторожность при работе с электроинструментами и оборудованием

Методическая цель: Продемонстрировать необходимость, важность и актуальность знаний предмета «Электротехники» для современного строителя, отделочника, штукатура

Межпредметная связь: Технология отделочных работ «Выполнение штукатурных работ механизированным способом», Охрана труда и окружающей среды, Черчение «Строительные чертежи», Производственное обучение: «Выполнение основных операций штукатурных работ»

Внутрипредметная связь: Цепи постоянного тока.

Тип урока: урок усвоения новых знаний, формирования практического знания соединения потребителей последовательно и параллельно в цепи

Метод урока: словесный, наглядный, практический

Оснащение урока: наглядный раздаточный материал, презентация, разновидности кабеля, штепсельных вилок, лампочек, соединителей, отвёрток, изолента, канцелярский нож, плафоны, удлинители, имитация потолка из пластиковых панелей и гипсокартонной перегородки

Индивидуальная работа с учащимися: Козлова Светлана, Анищенко Кристина

Самостоятельная работа: работа с раздаточным материалом, составление конспекта, решение домашнего задания

Ход урока

1.Органицационная часть — 3 мин.

Проверка состава учащихся и их готовность к уроку.

2. Актуализация опорных знаний

Устный опрос:

Вопросы для повторения: -5 мин

А) Назовите основные элементы электрических цепей

Б) Что собой представляет простая схема электрической цепи?

В) Какие виды источника тока вы знаете?

Г) Какие потребители тока, используемые в штукатурных работах вы знаете?

Д) Назовите основные параметры, характеризующие реальную электрическую цепь.

Е) Назовите основные элементы, используемые в схеме замещения реальной электрической цепи.

Ж) Чем характеризуется сопротивление?

З) Что такое реостат и какая функция у него в цепи?

З) Что характеризует ёмкость?

И) Что характеризует индуктивность?

К) Что представлял собой первый конденсатор?

3. Изложение нового материала: — 20 мин.

А) Классификация электрических цепей и схем

Б) Электрические цепь и схема постоянного и переменного тока

В) Примеры электрических схем

Г) Практический показ применения знаний электрических схем.

Г) Классификация электрических цепей и схем в зависимости от соединения потребителей в цепи

Д) Последовательное соединение потребителей тока (практический показ)

Е) Параллельное соединение потребителей тока (практический показ)

Ж) Смешанное соединение потребителей тока (практический показ)

З) Демонстрация применения знаний составления, сборки цепей и расчёта электрических схем при выполнении отделочных и штукатурных работ.

4. Закрепление нового материала: — 10 мин.

Устный опрос:

А) Сформулируйте цель урока.

Б) Какие задачи были поставлены на уроке?

Б) Какие электрические цепи и схемы были рассмотрены на уроке?

Б) Назовите пример источника постоянного тока

В) Где используются цепи постоянного тока?

Г) Где используются цепи переменного тока?

Д) Из каких элементов состоит цепь постоянного тока?

Е) Из каких элементов состоит цепь переменного тока?

Ж) С электрической схемой каких инструментов вы познакомились на уроке?

З) При выполнении каких работ знания электротехники и конкретно составления и расчёта электрических цепей и схем вам понадобятся?

И) Как могут быть соединены потребители электрического тока в цепи?

К) Чему равна сила тока в цепи при последовательном соединении потребителей?

Л) Чему равно напряжение в цепи при последовательном соединении потребителей?

М) Чему равно сопротивление в цепи при последовательном соединении потребителей?

Н) Чему равно напряжение в цепи при параллельном соединении потребителей?

О) Чему равна сила тока в цепи при параллельном соединении потребителей?

П) Чему равно сопротивление в цепи при параллельном соединении потребителей?

Р) Как определяются основные параметры электрической цепи при смешанном соединении потребителей?

5.  Выставление оценок -1 мин.

6. Рефлексия: — 2мин.

1. Что вам было не понятно на уроке?

2. Что вы узнали нового на уроке?

3. Что из сказанного вы возможно будете использовать в жизни?

1. Домашнее задание: — 2 мин.

Решение задач на тему: «Соединение элементов в цепи постоянного тока»

Повторить «Электротехника» П А. Бутырин стр.8-11, составить конспект по раздаточному материалу.

Преподаватель Артемьев А.Н.

Конспект

Ход урока

1. Организационная часть-2 мин.

Тема урока: Схемы электрических цепей

Цель урока: Познакомиться со схемами электрических цепей и выяснить, при выполнении каких работ эти знания могут быть использованы.

Задачи:

1. Изучить виды электрических цепей и их схемы.

2. Познакомиться с элементами электрических схем инструментов, используемых штукатурами

3. Приобрести практические знания сборки электрических цепей.

4. Выяснить при выполнении каких работ знания составления, сборки и расчёта электрических цепей понадобятся .

5. Повторить порядок расчёта электрических схем, изученных при освоении предмета физика в общеобразовательной школе.

2. Актуализация опорных знаний: -10 мин.

Устный опрос:

А) Назовите основные элементы электрических цепей

(источник тока, потребители, ключ, соединительные провода)

Б) Что собой представляет простая схема электрической цепи?

(Чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь, называются электрическими схемами)

В) Какие виды источника тока вы знаете?

(механический, тепловой, световой, химический)

Г) Какие электрические инструменты, используемые в штукатурных работах вы знаете?

( перфоратор, дрель аккумуляторная, лобзик, шлифмашинка, электрорубанок, электрический миксер)

Д) Назовите основные параметры, характеризующие реальную электрическую цепь.

(сопротивление, индуктивность, ёмкость)

Е) Назовите основные элементы, используемые в схеме замещения реальной электрической цепи.

( резистор, катушка, конденсатор)

Ж) Чем характеризуется сопротивление?

(R=p*l/s)

З) Что характеризует индуктивность?

(энергию магнитного поля)

И) Что характеризует ёмкость?

(энергию электрического поля)

К) Что представлял собой первый конденсатор?

( лейденская банка) 

Раздаточный материал

3. Изложение нового материала: -20 мин.

А) Классификация электрических цепей и схем

Классификация электрических цепей и схем

источник

переменного тока

последовательное

параллельное

смешанное

В зависимости от источника тока все электрические цепи и схемы делятся на цепи и схемы постоянного и переменного тока. Ток считается постоянным, если его значения напряжение и сила тока не меняется со временем и переменным, если его значение меняется.  

Примером источника постоянного тока служит химический источник тока

(гальванический элемент), световой источник тока (фото — элемент). Для получения постоянного тока в промышленных масштабах используют электрические машины — генераторы постоянного тока, а также солнечные батареи.  Принцип работы источника переменного тока основан на явлении электромагнитной индукции, изучению которой будут посвящены следующие уроки. Переменный ток поступает к нам по линиям электропередач от электростанции.

Б) Электрические цепь и схема постоянного тока –наиболее простой класс цепи.

Основным параметром, характеризующим цепь постоянного тока, является сопротивление, резистор является основным элементом, характеризующим процессы протекающие в цепи, другими параметрами пренебрегают.

В) Электрические цепь и схема переменного тока

Основными параметрами, характеризующим цепь переменного тока, являются сопротивление, ёмкость, индуктивность, а резистор, конденсатор и катушка являются основными элементами, характеризующим реальные процессы протекающие в цепи.

Г) Примеры электрических схем инструментов, применяемых в штукатурных работах

Болгарка является инструментом, который наиболее часто применяется для резки металла. Этот инструмент является источником повышенной опасности, поэтому следует перед каждым ее использованием проверять исправность электрического и механического компонентов конструкции

Электрощетки в конструкции прибора служат для передачи электротока от силового кабеля. В процессе работы, если щетки имеют нормальное техническое состояние, то через вентиляционные отверстия корпуса видно образующееся ровное свечение. В случае если свечение в процессе включения прибора не наблюдается или имеет пульсирующий характер, то это является признаком появления проблем с этим электрическим компонентом прибора.

Замена графитовых щеток

Выход из строя графитовых щеток является одной из наиболее распространенных поломок. Срок службы этого элемента конструкции инструмента составляет порядка 1,5-2 года. Процесс замены щеток не представляет особых сложностей. Для замены этих конструктивных элементов потребуется вскрыть корпус инструмента. После вскрытия корпуса при помощи отвертки приподнимаются и сдвигаются щеткодержатели, которые закреплены на коллекторе.

Замену щеток следует производить только на фирменные, приобретенные в спецмагазинах. При приобретении новой щетки ее следует сравнить с оригинальной, которая извлечена из инструмента. Новая щетка должна полностью, по всем параметрам, совпадать с извлеченной из болгарки. После установки новых щеток, следует проверить плавность ее перемещения. После установки и проверки плавности перемещения щетки она фиксируется при помощи щеткодержателя. После фиксирования щеткодержателя корпус инструмента закрывается.

Замена щеток – единственная операция, которую в процессе ремонта следует проводить собственными силами, остальные виды ремонта лучше доверить специалистам.

Д) Соединение потребителей в цепи

Е) Последовательное соединение потребителей тока

Последовательное соединение проводников

 

I= I₁=I₂ U₁=IR₁ U₂=IR₂

Параллельное соединение проводников

Пример смешанного соединения проводников

В таких схемах выделяют ветви — последовательность элементов, имеющих один ток и узлы – места соединения нескольких ветвей. Представлено 3 ветви с током I1, I2, I3 и два узла: В и С.

З) Демонстрация применения знаний составления, сборки цепей и расчёта электрических схем при выполнении отделочных и штукатурных работ.

4. Закрепление нового материала: -10 мин.

Устный опрос:

А) Сформулируйте цель урока.

Б) Какие задачи были поставлены на уроке?

Б) Какие электрические цепи и схемы были рассмотрены на уроке?

Б) Назовите пример источника постоянного тока

В) Где используются цепи постоянного тока?

Г) Где используются цепи переменного тока?

Д) Из каких элементов состоит цепь постоянного тока?

Е) Из каких элементов состоит цепь переменного тока?

Ж) С электрической схемой каких инструментов вы познакомились на уроке?

З) При выполнении каких штукатурных и отделочных работ знания электротехники и конкретно составления и расчёта электрических цепей и схем вам понадобятся?

И) Как могут быть соединены потребители электрического тока в цепи?

К) Чему равна сила тока в цепи при последовательном соединении потребителей?

Л) Чему равно напряжение в цепи при последовательном соединении потребителей?

М) Чему равно сопротивление в цепи при последовательном соединении потребителей?

Н) Чему равно напряжение в цепи при параллельном соединении потребителей?

О) Чему равна сила тока в цепи при параллельном соединении потребителей?

П) Чему равно сопротивление в цепи при параллельном соединении потребителей?

Р) Как определяются основные параметры электрической цепи при смешанном соединении потребителей?

5. Выставление оценок -1 мин.

6. Рефлексия: — 2мин.

1. Что вам было не понятно на уроке?

2. Что вы узнали нового на уроке?

3. Что из сказанного вы возможно будете использовать в жизни?

4. Домашнее задание: -2 мин.

Решение задач на тему: «Соединение элементов в цепи постоянного тока»

Повторить «Электротехника» П А. Бутырин стр.8-11, составить конспект по раздаточному материалу.

Преподаватель Артемьев А.Н.

Технология — 5

Электрические схемы бывают принципиальные и монтажные. Если надо показать способ (принцип) соединения элементов цепи, то чертят ее принципиальную схему (рис. 5, а).

Рис. 5. Электрическая схема:
а — принципиальная: б — монтажная

Схема, по которой собирают (монтируют) электрическую цепь, называется монтажной (рис. 5, б). На ней показывают точное расположение элементов относительно друг друга и порядок их соединения в цепь. Некоторые элементы электрической цепи на монтажной схеме можно изображать в виде рисунка.

Постепенно вы познакомитесь с условными обозначениями многих распространенных элементов электрической цепи, научитесь читать и составлять простые электрические схемы.

!

Помните, что электрический ток опасен для жизни человека. Поэтому будьте осторожны и внимательны при работе с элементами электрической цепи, в особенности, с источниками электроэнергии.

ВОПРОСЫ

1. Назовите основные элементы электрической цепи.
2. Какие электростанции вам известны?
3. Почему электрический выключатель называется прибором управления?
4. Какие условия необходимы для работы электрической цепи?
5. Для чего введены условные обозначения элементов на электрических схемах?
6. В чем сходство и различие принципиальной и монтажной электрических схем?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Порядок выполнения работы

1. Начертите условные обозначения лампочки, выключателя, провода,батарейки.

Электрическая цепь и ее составные части

Обобщающий урок по физике на тему  «Электрическая цепь и ее составные части».

Цель урока:

·         Образовательная – введение понятия электрической цепи, собирать простейшую и изображать на схеме электрическую цепь.

·         Развивающая – создать условия для развития умений учащихся применять знания в новой ситуации, объяснять окружающие явления, развитие практических умений и навыков.

·         Воспитательная – формировать навыки коллективной работы в сочетании с самостоятельностью учащихся, аккуратности при работе с приборами.

·         Тип урока: изучение нового материала.

·         Формы работы: фронтальная, индивидуальная, групповая.

 

 

Оборудование: оборудование для сборки электрической цепи, выключатели, компьютер,  проектор

 

Ход урока

                  1. Организационный момент (повторение).

Парная работа с партнером по плечу в течение 2 мин.  Обучающая структура ТАЙМД-ПЭА ШЭА.

1.Что такое электрический ток? (упорядоченное движение заряженных частиц)

2.Условие существования электрического тока? (наличие электрического поля и свободно заряженных частиц)

3 .Какие вы знаете источники тока? (электрофорная машина, термоэлемент, фотоэлемент, гальванический элемент, аккумулятор, генератор)

                    2.Актуализация знаний.

Индивидуальная работа. Обучающая структура ЭЙ АР ГАЙД. Поработайте над этим заданием самостоятельно. В столбике «до» поставьте «+» если вы согласны, «-»  если вы не согласны с утверждением.

ДО	УТВЕРЖДЕНИЯ	ПОСЛЕ
	Чтобы в  электрической цепи существовал электрический ток, она должна быть замкнута
	За направление тока принято движение отрицательно заряженных частиц
	Скорость движения электронов проводнике 0,1 мм/с
	Ток в цепи распространяется со скоростью света 300000 км/с

             3. Формирование новых знаний.

а) Фронтальная работа с классом.

На столах находятся основные составные элементы,  входящие в цепь электрического тока. Назовите их

1.Лампочка. Устройства, которые используют электрическую энергию, называются потребителями.

 Какие потребители тока вы знаете? (плитки, электродвигатели, всевозможные электробытовые приборы)

2.Провода, предназначенные для передачи электроэнергии от источника тока к потребителям.

3.Источник тока. Для создания длительного электрического поля.(включается в цепь последним.)

4.Ключ(замыкающее устройство). Замыкать и размыкать электричество. В Париже в 1881 году на электротехнической выставке все были в восторге от этого изобретение. Это – выключатель. Обратите внимание: цепь собирают при разомкнутом выключателе; выключатель выполнен из проводников электричества, а прикасаться надо к изолирующей ручке.

 

б) Групповая работа. Соберите электрическую цепь из этих составных частей. Каждый стол демонстрирует правильно собранную  электрическую цепь, при замыкании ключа лампочка загорается.

в) Давайте теперь попробуем сказать, что же такое электрическая цепь?

Совокупность устройств, по которым течет электрический ток, называется электрической цепью. Обучающая структура СИНГЛ-РАУНД-РОБИН. Каждый учащийся по кругу проговаривает определение электрической цепи.

г) Групповая работа. Электрическими цепями занимается электротехника. Цепи бывают простые (как при демонстрации) и сложные (электропроводка), но во всех можно выделить составные части. Из каких составных частей она состоит? (учащиеся сортируют карточки и находят 4 основных элемента электрической цепи).

Подведем первые итоги, что собой представляет электрическая цепь,  из каких составных частей состоит электрическая цепь? Запишите в тетрадь:

• потребитель
• источник тока
• соединительные провода
• замыкающее устройство

д) Работа с учебником. Электрические цепи могут быть сложными. Вышел из строя телевизор, и вам нужна информация, из чего состоит электрическая цепь. Поэтому придумали элементы цепи изображать с помощью условных обозначений. Чтобы не было путаницы, пользуются стандартным набором символов.

Электрические цепи собирают по схемам, в которых элементы цепи имеют свои обозначения. Электрическая схема — это графическое изображение электрической цепи с помощью условных знаков. Некоторые из них представлены в таблице 48 на стр.78 вашего учебника.

Эти обозначения нужно хорошо знать, чтобы составлять электрические схемы. Электрические схемы – это чертежи, на которых изображены способы соединения элементов электрической цепи.

 

е) Фронтальная работа с классом. Давайте  нарисуем схему электрической цепи, состоящую из источника тока, лампочки, ключа и соединительных проводов, которую вы собрали. Схема должна быть аккуратной и точной. Направление тока указываем стрелочкой. За направление тока принято движение «+» заряженных частиц. Ток направлен от «+» к «-». Скорость движения самих электронов в проводнике под  действием электрического поля невелика – несколько миллиметров в секунду, а иногда и еще меньше. Но как только в проводнике возникает электрическое поле, оно со скоростью света в вакууме (300000км/с), распространяется по всей длине проводника. Поэтому вы должны соблюдать технику безопасности при работе с электрическим током. Памятка по технике безопасности при работе с электрическим током лежит на столах.

 

ж) Игровая разминка «Электрическая цепь»: учащиеся делятся на две команды,  взявшись за руки, получают от ведущего сигнал пожатием руки,  передают друг другу по цепочке. В результате, чей «электрический ток» быстрей дойдет до конца, та команда и выиграла.

 А вы знаете, что первая электрическая цепь была опробована на людях.700 парижских монахов,  взявшись за руки, провели эксперимент. В тот момент,  когда первый монах прикоснулся к головке банки, все 700 монахов вскрикнули с ужасом, потом 180 королевских мушкетеров тоже провели такой опыт перед королем в Версале.

4.Этап закрепления. 

а) Обучающая структура ЭЙ АР ГАЙД. Мы возвращаемся к листу контроля. Заново прочитав утверждения,  в столбике «после» поставьте «+» если вы согласны,  «-»  если вы не согласны с утверждением.

б) Обучающая структура ФИНК-РАЙТ-РОБИН. Подумайте, запишите, обсудите в команде. Перед вами схемы электрических цепей. Назовите, из каких приборов они состоят, и найдите «дефект» в каждой из схем.

в) Индивидуальные задания: расставьте условные обозначения по «местам», соединив стрелкой условные обозначение с названием прибора.

                       5. Итоги урока. Ребята,  вспомните цель нашего урока. Поднимите зеленые кружки, если цель оправдалась и красные треугольники  — если нет.

Из каких составных частей состоит электрическая  цепь?

Выставляются оценки учащимся.

 

                        6. Домашнее задание.

а) Проанализируйте рассказ и подчеркните в тексте не менее пяти нарушений техники безопасности.

 

Электрик Вася пришёл по вызову отремонтировать люстру. Войдя в квартиру, разулся, надел вязаные рукавицы, чтобы руки не скользили. Залез Василий на металлическую стремянку. Прохладные ступеньки приятно холодили ноги электрика.  И тут он  увидел, что люстра в пыли. Попросил Вася у хозяйки влажную тряпку и тщательно протёр плафоны и патрон. Взяв отвёртку, горе – электрик начал зачищать контакты. Работа в рукавицах показалась ему не удобной. Сбросив рукавицы, Василий пальцами начал скручивать провода. Очнулся электрик на полу…

       б) Параграф 33, упр. 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист контроля_________________________________________________________

 

1.

ДО	УТВЕРЖДЕНИЯ	ПОСЛЕ
	Чтобы в  электрической цепи существовал электрический ток, она должна быть замкнута
	За направление тока принято движение отрицательно заряженных частиц
	Скорость движения электронов проводнике 0,1 мм/с
	Ток в цепи распространяется со скоростью света 300000 км/с

 

 

2) Перед вами схемы ЭЦ. Назовите, из каких приборов они состоят, и найдите «дефект» в каждой из схем.

   

 

 

 

3.Индивидуальные задания: расставьте условные обозначения по «местам», соединив стрелкой условные обозначение с названием прибора.

 

Памятка по технике безопасности при работе с электрическим током.

1. Не используйте при сборке электрических цепей провода с повреждённой  изоляцией, с видимыми повреждениями.
2. Следите за исправностью всех креплений в приборах и приспособлениях.
3. При сборке электрических цепей избегайте пересечения проводов.
4. Источники тока подключайте в последнюю очередь.
5. Все исправления в цепях проводите при отключенном источнике тока.
6. Не прикасайтесь к вращающимся частям электрических машин.
7. Не определяйте наличие тока в цепи на ощупь.
8. Не прикасайтесь к проводам, свисающим со столбов, стен, торчащим из земли – они могут находиться под током.

 

 

 

 

 

Параметры электрических цепей — FREEWRITERS

Параметрами электрической цепи являются R, L, C
R — сопротивление
L — индуктивность
C – емкость
Любой элемент электрической цепи обладает сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Это неотъемлемое свойство как цвет, вес, и т.п.
Любая электрическая цепь, даже простейшая, обладает сопротивлением, емкостью и индуктивностью, поэтому параметры цепи – это ее сопротивление, индуктивность и емкость.

Сопротивление – это свойство  сопротивляться электрическому току.
Цепь состоит из источника, приемников и других элементов, которые сопротивляются току,  однако, ведут они себя по разному.
Это зависит от  того переменный ток или постоянный, и если переменный, то зависит от частоты.
Элементы R, L, C ведут себя в цепи как, сопротивления

Сопротивление R
Оказывает сопротивление и переменному и постоянному току и величина этого сопротивления не меняется.

Индуктивность L  
Оказывает сопротивление переменному току и пропускает постоянный ток. Сопротивление индуктивности изменяется при изменении частоты, чем выше частота, тем больше сопротивление.

Емкость С
Оказывает сопротивление постоянному току и пропускает переменный ток. Сопротивление емкости изменяется, чем выше частота, тем меньше сопротивление

Сопротивление – элемент, на котором происходит превращение энергии электрического тока в тепло.
 U = RI       R = U/I

Сопротивление – коэффициент пропорциональности между напряжением и током.
При данном токе, напряжение получается тем больше, чем больше сопротивление.

Емкость – элемент, в котором накапливается энергия электрического поля.
q = CU        C = q/U

Емкость – коэффициент пропорциональности между зарядом и напряжением
При данном напряжении, заряд получится тем больше, чем больше емкость

Индуктивность – элемент, в котором накапливается энергия магнитного поля.
Ф = LI         L = Ф/I

Индуктивность – коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и током
При данном токе, магнитный поток получается тем больше, чем больше индуктивность

R, L и C являются пассивными элементами электрических схем, то есть, они лишь определяют значение токов в ветвях, но не могут эти токи изменять.

Каждый из параметров R, L, C может быть определен на основании геометрических параметров с учетом свойств среды и материалов. Это позволяет изготавливать их в виде отдельных элементов с заранее заданными значениями R, L, и C

Если в цепи нужно сопротивление, то применяется Резистор
Резистор – сопротивление, оформленное в виде отдельного элемента, с гарантированным значением сопротивления.

Если в цепи нужна емкость, то применяют конденсатор
Конденсатор — емкость, оформленная в виде отдельного элемента с гарантированным значением емкости.

Если в цепи нужна индуктивность, применяют катушку, дроссель или контур
Катушка (контур), индуктивность оформленная в виде отдельного элемента, с гарантированным значением индуктивности.

Резисторы применяются для ограничения постоянных и переменных токов, а также для выделения тепла.
Конденсаторы применяются для того, чтобы пропускать переменный ток и не пропускать постоянный ток.
Индуктивности применяются для того, чтобы пропускать постоянный ток и не пропускать переменный ток.
 
Сочетания R, L и C позволяют делать электрические и электронные схемы с любыми заданными свойствами.

Свойствами R, L и C обладают любые элементы электрических цепей. У резистора всегда есть небольшая емкость и индуктивность, у конденсатора всегда есть признаки индуктивности и сопротивления, у катушки всегда есть сопротивление  и признаки емкости. Провода всегда обладают сопротивлением, емкостью и индуктивностью, транзисторы проявляют сильные свойства емкости и т. д.
Почти всегда неосновные свойства элемента являются нежелательными, например емкости транзисторов или сопротивление катушки, но они есть и, значит, в анализе электрических цепей их надо учитывать.

 

Основные элементы электроники

В подавляющем большинстве случаев электронные устройства, которые выполняют те или иные функции, являются не монолитными, а составленными из целого ряда отдельных деталей, которые соединены между собой по определенной, разработанной конструкторами, принципиальной схеме. То, какие именно электронные компоненты в том или ином устройстве применяются, зависит от целого ряда факторов, среди которых ведущую роль играет его функциональное назначение, сложность конструкции и та среда, в которой оно будет использоваться.

Те, кто изучал основы электроники, отлично знают, что под радиоэлектронной аппаратурой понимаются такие устройства или же их совокупности, для изготовления которых применяются разнообразные электронные компоненты. При этом среди них центральное место занимают функциональные элементы электроники, которые есть в абсолютно любой конструкции такого рода.

Все электронные компоненты, которые применяются в каких-либо устройствах, чаще всего изготавливаются в заводских условиях на основе определенных стандартов и технических условий, а также обладают законченной формой и определенным видом.

Конструктивные элементы

Те элементы, которые присутствуют в конструкции различного рода специализированных электронных устройств и применяются для того, чтобы механически соединять их отдельные элементы, а также направлять и передавать движение (например, планки, скобы, оси, шестерни, валы, колеса, подшипники и т. п.) принято именовать конструктивными элементами (или же конструктивными деталями).

Вспомогательные элементы

Существуют также и так называемые вспомогательные элементы электроники. Их главной отличительной особенностью является то, что они сочетают выполнение электрических операций с механическими. Основы электроники гласят о том, что к таковым относятся реле, переключатели, штепсельные разъемы, электродвигатели. Строго говоря, вспомогательные элементы являются изделиями, относящимися к сфере точной механики.

Элементы электрических схем

Очень многие электронные компоненты относятся к третьей категории компонентов, которые являются составными частями различных электрических схем. Специалисты нередко именуют их элементами схемы, а относятся к ним разнообразные электронные и полупроводниковые приборы, трансформаторы, катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы. Следует заметить, что они могут иметь довольно сложную конструкцию, однако при этом разделение на отдельные части, которые имеют самостоятельное функциональное назначение, не допускается.

Компоненты общего применения

Основы электроники гласят также о том, что в этой сфере широко распространены и так называемые компоненты общего применения, к которым относят конденсаторы, резисторы, а также отдельные виды моточных изделий.

Типовые элементы электроники

Поскольку элементы общего применения в силу своей высокой востребованности производятся в массовом порядке, они тщательно стандартизованы и нормализованы. Разработанная для их конструирования и изготовления нормативная документация содержит в себе размеры, качественные и технико-экономические показатели, которым эти изделия в обязательном порядке должны соответствовать. Эти электронные компоненты конструкторы подбирают по характеристикам и параметрам, описывающим их свойства при различных условиях эксплуатации, в том числе и при неблагоприятных механических, климатических и температурных воздействиях.

Специальные элементы

Электронные компоненты, проектирование которых производится со строгим учетом особенностей тех электрических схем, в которых им придется функционировать, называются специальными. Они не подвергаются стандартизации и широкой нормализации.

Все элементы электроники характеризуются целым набором различных электрических параметров. Среди них основными специалисты считают следующие: те, которые характеризуют стабильность, надежность и потери; те, которые позволяют оценить способность переносить длительные воздействия электрических нагрузок; те, которые определяют пределы допускаемых отклонений и номинальные значения их величин.

Заменить элементы основной электрической схемы

Кто-то поможет !!! Плисс

Ответь на вопросы : Что такое композитные материалы? Каковы их свойства и как они сохраняются? ПЛИС на завтра !!!!!!!!!!!

Перечислите по 5 преимуществ и недостатков езды на велосипеде каждый

На чертеже изображены две орфографические проекции сложного тела.Нарисуйте третий отсутствующий орфографический вид.

На чертеже изображены две орфографические проекции сложного тела. Нарисуйте третий отсутствующий орфографический вид.

Типы велосипедов — в чем различия между разными типами и типами велосипедов .Plis на сегодня

СОЗДАВАЙТЕ ДИАГРАММЫ ПО ИЗОБРАЖЕНИЮ.ЗАТЕМ ЗАПОЛНИТЕ ИХ ДАННЫМИ СЛОВАМИ. (извини за шапки) крыло, колокол, шестерни, лампы, … тормоз, багажник, отражатель, корзина для руля ЭЛЕМЕНТЫ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Запишите в записной книжке названия компонентов следующих велосипедных систем, которые установлены на частях рулевого управления.тормозная система, ходовая часть, рулевое управление … освещение d достаточно только имен НАИМЕНОВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ, НЕ СИСТЕМЫ

Запишите в записной книжке названия компонентов следующих велосипедных систем, которые установлены на частях рулевого управления. тормозная система, ходовая часть, рулевое управление … освещение d достаточно только имен

дайте 3 вещи, такие как дерево и 3 вещи из дерева

.

Электрическая схема и ее элементы

— система источников элементов, создающих путь, замкнутый для электрического тока. В электрическую схему входят: источники тока и напряжения, электрические провода, переключатели и приемник. Графическое изображение схемы представляет собой схему.

Основное подразделение электрических цепей включает следующие два типа:

• линейные цепи , где все элементы соответствуют закону Ома,
• нелинейные цепи , где для некоторых элементов соотношение между током и напряжением является нелинейным. функция (динамическое сопротивление может принимать отрицательные значения).

Из-за временной зависимости силы тока от времени, цепи делятся на:

• цепи постоянного тока ,
• цепи переменного тока.

Ток, протекающий в электрической цепи, может передавать информацию, тогда разделение включает зависимости напряжения от времени:

• цифровых схем значений напряжения в таких схемах могут принимать только определенные уровни, квантованные,
• аналоговые схемы , в которых значения тока и напряжения могут принимать непрерывный спектр значений.

Элементы схемы

В элементах схемы есть три типа энергетических процессов [2]:

• производство энергии (преобразование определенной энергии (например, механической) в электричество)
• накопление энергии
• рассеяние энергии

В идеальном элементе происходит только один из вышеуказанных процессов (например, идеальный резистор — только рассеяние энергии). С другой стороны, в реальном элементе одновременно происходят два или даже три энергетических процесса.Однако один процесс всегда доминирует над другими.

Элементы, способные накапливать и рассеивать энергию, называются пассивными элементами, а остальные — активными элементами (источники тока и напряжения и, например, транзистор и туннельный диод).

Конденсатор — это электрический (электронный) элемент, состоящий из двух проводников (крышек), разделенных диэлектриком. Подавая напряжение на пластины конденсатора, на них накапливается электрический заряд. После отключения от источника напряжения заряды остаются на крышках за счет электростатического притяжения. Если конденсатор в целом не электрифицирован, то весь заряд, накопленный на обеих пластинах, будет одинаковым по величине, но противоположного знака. Емкость конденсатора определяет способность конденсатора накапливать заряд.

Катушка — пассивный электронный компонент.

Катушка состоит из нескольких витков проводника, напримерна поверхности цилиндра (цилиндрическая катушка), на поверхности кольца (тороидальная катушка) или на плоскости (спиральная или плоская катушка). Внутри или снаружи витков может быть сердечник из магнитного, диамагнитного или ферромагнитного материала.

Резистор, резистор (от латинского resistere, ставить сопротивление) — простейший, пассивный элемент электрической цепи, служит для ограничения протекающего в нем тока. Это линейный элемент: падение напряжения на нем прямо пропорционально току, протекающему через резистор. Когда электричество течет, оно преобразует электричество в тепло.

Параллельное соединение

При параллельном подключении сопротивление, обратное эквивалентному сопротивлению, является суммой обратных величин отдельных значений:

.

Что такое электрическая схема? — Электрическая теория

Что такое электрическая схема и как она работает? Как выглядит принципиальная схема? Что такое приемник и источник энергии? В каком направлении течет ток в цепи?

---

Теория и практика

Теория говорит нам, что проводник, заполненный свободными зарядами, и электрическое напряжение необходимы для выработки электрического тока. Я сам подробно объяснил это явление в одной из предыдущих статей:

Что такое электричество на самом деле? — Электрическая теория.пл

Приведенное выше определение, хотя и верно, к сожалению, бесполезно для электрика. Ведь открывая пекарню, мало знать, из чего сделан хлеб. Вам также необходимо знать , как это сделать. Это похоже на электричество. Знать, что такое электрический ток, безусловно, полезно, но не менее важно, как его генерировать, контролировать и как поддерживать его течение на практике. К счастью, существует множество областей электротехники, которые отвечают на эти вопросы, и все они берут свою основу из одного общего источника — теории цепей.

Схема подключения

Теория цепей — это очень большой раздел так называемого «электричества» и один из моих любимых предметов в колледже. Почему? Хотя по названию это «теория», она представляет множество практических вопросов, которые можно реально потрогать, увидеть и даже почувствовать в случае невнимательности (и достаточно высокого напряжения). Чтобы хорошо понять любую проблему, нужно начать с ее общих основ, и мы сделаем это сейчас.Ознакомьтесь с электрической схемой :

Принципиальная схема простой электрической схемы

Иногда, вместо того, чтобы что-то описывать, лучше это нарисовать. Схема . Цель схемы — показать все элементы схемы (в виде символов) и способы их подключения наглядно и понятно любому электрику. Но почему электрическая схема выглядит так, а не иначе? Что из этого узнает электрик?

Электрические цепи создаются для передачи электроэнергии выбранному устройству ( или приемник ).Для чего это сделано? В первую очередь, для питания такого устройства, но вы также можете отправить информацию таким образом. Назначение схемы, показанной на нашей схеме, — питание лампы (обозначенной как R). Рядом с маркировкой вы найдете ее знакомый каждому электрику символ (перечеркнутый круг с двумя черточками).

Чтобы передать энергию устройству, сначала нужно получить ее откуда-то. Для этого в схеме должен быть установлен источник электропитания .В нашем случае это батарея, обозначенная буквой B. Наконец, лампочка и батарея должны быть соединены линиями, представляющими электрические провода . И здесь самое главное — чтобы электрическая цепь работала, провода, соединяющие приемник с источником энергии, должны образовывать замкнутый контур . В противном случае энергия не будет передаваться, и лампочка не будет светить. Почему?

Почему цепь нужно замкнуть?

Причина этого требования кроется в самом источнике энергии.Батарея — это устройство, которое «производит» электроны посредством химических реакций. Хитрость в том, что только половина батареи накапливает электроны, а другая половина их не имеет. Этот дисбаланс приводит к возникновению электрического напряжения , которое заряды типа электронов не нравятся. Они попытаются любой ценой вырваться на другую сторону батареи, чтобы восстановить баланс нагрузки. К сожалению, внутренняя часть аккумулятора надежно защищена от такого выхода, поэтому единственный способ — найти выход наружу.

Символ батареи очень хорошо показывает ее работу

Соединив оба полюса батареи куском металлической проволоки, мы создадим путь, позволяющий массово уходить электронам. Кстати, будет выделено огромное количество энергии, так почему бы не использовать ее немного и по пути не включить лампочку? В этом вся суть электрической цепи — создание замкнутого пути для потока зарядов и использование их энергии в своих целях.

Замкнутый контур обеспечивает прохождение заряда

Если этого общего объяснения вам недостаточно, я рекомендую вам ознакомиться с другими, более подробными статьями.Они объясняют, что такое электрический заряд, как работает аккумулятор, как он устроен внутри и что такое электрический ток на самом деле. Ссылки ниже:

Что такое электрический заряд?

Как… батарея работает?

Что такое электричество?

Где в цепи течет ток?

В то время как батарея производит движение электронов в одном фиксированном направлении, это не обязательно для других устройств.Некоторые источники электричества могут изменять направление движения электронов (тогда мы говорим, что ток переменный). Также бывает, что носителями тока являются вовсе не электроны, а разного рода положительные заряды (тогда речь идет об ионном или дырочном токе). Как видите, с этим направлением много путаницы, поэтому его пришлось немного упростить.

Схема подключения должна быть простой, понятной и понятной для любого электрика, даже если она не на 100% соответствует физическим нормам.Следовательно, везде, где источник энергии постоянен (имеет определенный плюс и минус), предполагается одно общее направление тока :

Условное направление электрического тока

Направление постоянного тока считается движением зарядов от высокого к низкому потенциалу (от плюса к минусу). Он отмечен стрелкой с заглавной буквы I , что также можно увидеть на анимации выше.

Существует множество устройств (диоды, транзисторы, усилители), которые управляют электрическими зарядами различными, иногда сложными способами.Благодаря общему направлению тока электрику не нужно задумываться, какие заряды протекают в устройстве и в каком направлении. Для него актуальны только два момента: где плюс, а где минус. Пока он знает полярность источника питания, нет ошибки и повреждения устройства.

Идея традиционного текущего направления — это тема, которая затянулась более 200 лет, и по сей день не все думают, что это был хороший ход. Если вы хотите узнать, что за этим стоит, следующая ссылка приведет вас к соответствующей статье:

Куда течет ток? — Электрическая теория.пл

Что нас ждет дальше?

Hope, сегодняшняя статья, хоть и короткая, но довольно хорошо изложила идею электрических цепей. Как вы, наверное, догадались, на подключении одной лампочки наши возможности не заканчиваются. В следующих статьях их наверняка будет больше, и, кстати, мы узнаем, как подключить ресивер, чтобы сразу не сжечь. Мы также рассмотрим закон Ома и законы Кирхгофа, которые защитят нас от таких событий, и узнаем, как накапливать и передавать энергию в цепях.Ниже вы можете лайкнуть мою страницу в Facebook или подписаться на рассылку новостей, если не хотите пропустить новый контент.

Спасибо за уделенное время, увидимся позже!

---

Библиография

1. Теория электрических цепей — Болковский С., Научно-техническое издательство,
2. Основы электротехники, избранные выпуски — С. Краковяк, Варшава,
3. Основы электротехники — Р.Курдзель, Научно-техническое издательство,
4. Электроника проще, чем вы думаете — Д. Нурманн, Издательство связи и коммуникаций,

---

Тебе понравилось это? Взгляни на

и поддержите мою дальнейшую работу!

А может, хотите почитать интересную книгу?

Сообщать вам о новых статьях?

Я рекомендую подписаться на рассылку новостей или посетить facebook.Так вы не пропустите ни одного нового текста!

Я отправил вам электронное письмо!

Пожалуйста, проверьте свой почтовый ящик и подтвердите, что вы хотите подписаться на информационный бюллетень.

---

.

Разбивка электроустановки на цепи 9000 1

Эффективно работающую установку, которая также будет обеспечивать исправную работу всех электроприемников в нашем доме, следует разделить на цепи. К ним относятся цепи освещения , , , , розетки, , розетки и схемы , предназначенные для устройств мощностью от 2 кВт и более — как видите, они питают группы устройств (например, электрические розетки) или отдельные приемники электроэнергии.

Количество всех цепей, , которые будут составлять электроустановку в нашей квартире, будет зависеть от того, какое оборудование мы будем использовать и какую мощность они будут иметь. Однако предполагается, что для одной цепи освещения должно быть максимум 20 розеток с лампочками или 30 с люминесцентными лампами. Одна цепь розеток, в свою очередь, может обеспечить до 10 розеток, в то время как двойные или тройные розетки рассматриваются как одна.

В случае устройств с большей мощностью, отдельных контуров разделены — для электрической плиты, посудомоечной, стиральной и сушильной машин, а также для устройств кондиционирования или обогрева.Благодаря этому мы снижаем риск их выхода из строя из-за неисправности в электрической системе, которая намного выше, когда все устройства подключены к одной цепи.

Отдельные цепи также хорошо использовать, когда вы планируете установить домофон или сигнализацию в своем доме или квартире. Они также созданы для помещений, которые служат нам, например, как мастерская.

При разделении последующих цепей помните, что они должны быть равномерно нагружены. — благодаря этому электрические провода не будут подвергаться опасности перегрева, а защита сети не вызовет без надобности отключение цепей.

Теоретически вся электроустановка квартиры или дома может состоять только из одной цепи, охватывающей необходимое количество точек. Однако решаться на такое решение не стоит. Неисправность или отказ в этой самой цепи приведет к тому, что мы будем полностью лишены электричества и возможности использовать все подключенные устройства — независимо от того, где произойдет сбой. Также стоит разделить на несколько цепей на больше, чем нам нужно в настоящее время, чтобы иметь возможность легко подключать к ним другие элементы в будущем, не опасаясь работы всей сети и необходимости выполнения дополнительных работ после ремонта.

.

Как безопасно пользоваться домашней электросетью?

Учитывая динамично растущие потребности клиентов и потребность в поиске более новых и интеллектуальных решений, Schneider Electric предлагает программное обеспечение EcoStruxure Power Design и EcoStruxure Power Build . Мы поможем вам действовать быстрее и эффективнее.

Электромонтаж играет важную роль в каждом частном доме. Ведь от его правильного выполнения зависит, смогут ли жители пользоваться электричеством, отоплением и водой.Как обеспечить электробезопасность в частном доме и избежать ошибок при установке?

Как безопасно пользоваться домашней электросетью?

Домашняя электрическая установка состоит из нескольких основных элементов, включая распределительное устройство , провода и аксессуары. В умных домах также могут быть дополнительные элементы для управления воротами, рольставнями или сигнализацией. Основа электробезопасности в частном доме — , правильно сделанная установка , поэтому эту задачу стоит доверить хорошему специалисту.При использовании домашней электросети также стоит соблюдать несколько важных правил, которые повысят безопасность жителей и предотвратят опасные аварии с участием электричества.

Правила безопасного пользования домашней электросетью

● Не прикасайтесь к неизолированным частям электрической цепи голыми руками.
● Используйте изолированные инструменты для ремонта электрооборудования.
● Не выполняйте ремонт электрооборудования, когда оно находится под напряжением.
● Отключайте электроприборы от розеток во время грозы и длительного отсутствия.
● Используйте только ударопрочные заглушки.
● Храните розетки в недоступном для детей месте.
● Всегда заменяйте перегоревшие предохранители, а не заменяйте их другими проводящими материалами.
● Не используйте устройства с классом защиты 0.
● Устанавливайте розетки и коннекторы в безопасных зонах.
● Перед покупкой нового оборудования убедитесь, что домашняя установка подходит для его подключения.
● Не прикасайтесь к поврежденным кабелям и вилкам.
● Заменить поврежденные кабели, а не ремонтировать их.
● Не прикасайтесь к электрическим приборам мокрыми руками.
● Не пользуйтесь электрическими приборами во время купания.
● Не тяните за шнур, чтобы вынуть вилку из розетки.
● Перед заменой лампы отключите питание.

Хотя некоторые принципы могут показаться очевидными, заголовки новостей показывают, что многие люди все еще не следуют им. Чтобы свести к минимуму риск возгорания и поражения электрическим током, ВСЕГДА соблюдайте приведенные выше правила и учите детей делать то же самое. Если у вас нет опыта электромонтажных работ, в случае неисправности обратитесь к опытному электрику.

6 самых распространенных ошибок в электроустановке

Самый простой способ избежать ошибок при установке инсталляции в частном доме — это учиться на чужих ошибках. Позаботьтесь об электробезопасности своего дома, избегая самых распространенных ошибок.

1. Слишком мало слотов

Нехватка розеток в основном снижает комфортность использования дома.Использование бесчисленных удлинителей не только неудобно и некрасиво, но также может быть опасно, особенно если в вашем доме проживают маленькие дети или пожилые люди. Поэтому планировать количество розеток стоит уже на этапе проектирования электроустановки, а не только при обустройстве интерьера. Этот вопрос особенно актуален на кухне , где мы используем большое количество бытовой техники. Устройства, которые устанавливаются постоянно, такие как холодильник, плита или посудомоечная машина, должны иметь отдельных розеток , а над столешницей стоит планировать двойных розеток примерно через каждые 1,5 метра.В домах с садом также имеется внешняя розетка с более высокой степенью защиты IP44 или IP55 , , к которой можно подключить, например, косилку.

2. Неправильное подключение

Знание места установки полезно во многих отношениях: от сверления отверстия под гвоздь до замены окон и установки радиатора. Кабели следует прокладывать по вертикальной и горизонтальной линиям для облегчения реконструкции схемы.К сожалению, распространенной ошибкой является укладка кабелей по диагонали, что может привести к случайному просверливанию кабеля. Такая ситуация часто требует ковки в стене.

3. Нет выделенных цепей

Каждый прибор мощностью более 2 кВт и любое стационарно установленное оборудование (холодильник, стиральная машина, посудомоечная машина, бойлер, плита, духовка и т. Д.) Должны снабжаться от отдельной цепи . Такое решение обеспечивает надежную работу устройств и предотвращает перегрузки цепей.Несоблюдение этого правила может привести к отказу холодильника или котла при выходе из строя другого оборудования . Другая проблема в том, что используется слишком мало цепей, например, для освещения. Освещение всего этажа одной цепью может привести к полному отключению в случае короткого замыкания в одном источнике света.

4. Без установки перед домом

Освещение террасы, сада и проезжей части или подключение домофона и подъезда к воротам — факторы, повышающие безопасность и функциональность дома. Light также отпугивает потенциальных взломщиков, особенно если он запускается при обнаружении движения. Мы часто делаем акцент на интерьере, забывая, что в доме также должны быть розетки и проводка. Также стоит задуматься о будущем и произвести разводку привода ворот еще на этапе создания установки, даже если вы еще не планируете ее использовать. Если вы мечтаете о таком решении через несколько лет, то его реализация будет сложнее и дороже.

5.Без разделения санузла на зоны

Ванная комната давно перестала быть сугубо практичным интерьером. Современные ванные комнаты — это эффективные комнаты для купания или комнаты, гармонирующие с планировкой всего дома. Однако не следует забывать, что ванную комнату следует разделить на зоны безопасности, назначение которых — защита от поражения электрическим током . Всего 4 зоны:

• Зона 0 — внутри душевого поддона или ванны. Возможность использования устройств с питанием от 12 В переменного тока или 30 В постоянного тока.Требуемая степень защиты оборудования и арматуры: IPX7.
• Зона 1 — пространство, ограниченное внешними краями душевого поддона или ванны, до 2,25 м. Возможность постоянного подключения оросительных насосов, водонагревателей, осветительных приборов, вентиляторов и устройств с питанием от переменного тока 25 В или постоянного 60 В Требуемая степень защиты: IPX5.
• Зона 2 — пространство до 0,6 м от границы зоны 1, до высоты 2,25 м. Возможность установки устройств из зоны 1.Требуемая степень защиты: IPX4.
• Зона 3 — пространство до 2,40 м от границы зоны 2, до 2,25 м. Возможность стационарной установки водонагревателя, стиральной машины, настенного обогревателя, осветительных приборов класса защиты II, розетка со штырьком , выключатель освещения. Требуемая степень защиты: IPX1.

6. Нет заземления в розетках

Заземление используется для сброса опасного напряжения на землю. Это напряжение может появиться, например, на металлическом корпусе холодильника.Заземляющий электрод — обязательный элемент электроустановки, без которого невозможно обеспечить электробезопасность дома. Некоторые средства защиты, такие как разрядник для защиты от перенапряжения, также могут не работать без заземляющего электрода. Лучшее решение для новостроек — сделать фундаментный заземляющий электрод в нижней части ленточного фундамента. Альтернативой этому методу является кольцевой заземляющий электрод или вертикальный заземляющий электрод .

Ознакомьтесь с нашим предложением для дома и малого бизнеса.

.

План урока электрические схемы, LESSON CONSPECTUS

	СОЗДАНИЕ ВНЕШНЕГО И ВНУТРЕННЕГО ЗАКАЗА
	РАЗРАБОТАТЬ НОВЫЙ МАТЕРИАЛ	Знакомит студентов со знаниями об электрическом токе и электрических цепях. Что такое электрический ток? Что такое электрическая схема? Какие есть источники электричества? Какие элементы должна содержать электрическая схема?
		Дает определения: электрический ток, электрическая цепь. Он дает, каковы составляющие электрической цепи.
	СВЯЗЫВАЮЩАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

.

Пламя в автомобиле, т.е. при коротком замыкании

Короткое замыкание в автомобиле — опасное явление, приводящее к очень большим материальным потерям. Возгорание элементов, плавление пластмассовых деталей вплоть до пламени, сжигающего все рядом, очень опасно, мы все хотели бы этого избежать. В таких ситуациях мы думаем о том, можно ли было избежать короткого замыкания и как защитить себя на будущее. Поэтому сделаем несколько замечаний по этой теме.

1. Предохранитель защищает электрическую цепь от прохождения чрезмерного тока, но не от сгорания электрических цепей.

Первое свидетельство — перегоревшая розетка, в которой находится предохранитель. Отсутствие надлежащего контакта, то есть уменьшение площади прохождения тока, приводит к образованию электрической дуги. А это, в свою очередь, приводит к высоким температурам, в результате чего пластик плавится. Предохранитель остается целым, а блок предохранителей плавится, что в крайнем случае может привести к возгоранию. Такое повреждение может быть вызвано ненадлежащим контактом предохранителя или непрерывным протеканием максимального тока.
Изготовитель автомобиля рассчитывает сечение кабеля, размер контактов в разъемах и максимальную нагрузку для данной электрической цепи. Он учитывает влияние других источников тепла в непосредственной близости. Для дизайнеров много условий. И все же в процессе эксплуатации автомобиля происходят определенные изменения, которые однозначно способствуют формированию неисправности данного типа.Например, электрическая схема электродвигателя лобового стекла. После определенного периода использования автомобиля лобовое стекло оказывает большее сопротивление, потому что происходит так называемый перекос, то есть неравномерный подъем и опускание. Электродвигатель потребляет больше тока, протекающего через разъемы конвектора, которые тоже не совсем исправны, потеряли герметичность (разъединены). Сопротивление возникает, потому что у нас меньшая поверхность для протекания тока, выделяется тепло, которое эффективно разрушает это звено. Процесс деградации занимает годы, но иногда бывает достаточно нескольких месяцев эксплуатации, и у нас уже есть такие повреждения.Обратите внимание, что предохранитель остается в рабочем состоянии, а электрические цепи не работают. Перегоревший предохранитель не является гарантией работоспособности электрической цепи, которую он должен защищать, это очень важное замечание для автосервисов.

2. Использование силовых приемников не должно быть постоянным, несмотря на отсутствие таких рекомендаций в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Классический пример — вентилятор внутри автомобиля. Большинство пользователей постоянно прикрепляют первый этап.Включение зажигания сразу запускает электродвигатель и потребляет большую мощность. Если двигатель не запускается, напряжение в электрической системе падает в результате работы большого электродвигателя. В мастерской подключаем к машине диагностический сканер и, не заботясь об отключении таких больших приемников, удивляемся, что у нас возникают проблемы с установлением связи с некоторыми водителями. Это может быть вызвано большим падением напряжения. Поэтому при включении диагностического сканера рекомендуется отключать ненужных потребителей электроэнергии.
Следующее, что нужно сделать — это охлаждение системы регулирования напряжения нагнетателя, известной в народе как «ёжик». Название происходит от того, что большой радиатор этого регулятора напоминает ёжика. Его часто встраивают в воздуховод, чтобы выделяемое в нем тепло немедленно отводилось. Во время движения воздух в салоне происходит быстро, поэтому такой элемент должным образом охлаждается. Это не тот случай, когда автомобиль неподвижен, поэтому вентилятор нельзя выключать на продолжительное время во время перерыва.
Следующее — вилка и розетка. Перед тем, как заменить или отремонтировать такой регулятор, обычно приходится ремонтировать сам штекер и «обжаренные» штыри, т.е. сгоревшие электрические контакты. Несмотря на большую поверхность таких разъемов, обычное явление — расплавленные пластиковые элементы и обгоревшие контакты. Многие болельщики сгорели из-за этого, были даже случаи, когда сгорели машины.
Воздуходувка является типичным примером, но все же сильноточные приемники включают обогреваемое лобовое стекло и задние окна, электрические механизмы скольжения сидений, аудиосистему с мощными усилителями, люк с электроприводом и т. Д.Никто не будет писать в мануале, чтобы не баловаться стеклоподъемниками, то и дело закрывая и открывая окна, ведь такое развлечение может дорого обойтись. Мы должны информировать клиента о многих таких вопросах, вежливо объясняя ему.

3. При ремонте любой электрической системы автомобиля мы стремимся проводить общие проверки цепей соседей и даже проверки основных цепей по всему автомобилю.

Если мы ремонтируем одну электрическую систему, мы должны увидеть другую, о которой заказчик не сообщил.Ремонтируем заднее освещение автомобиля и после обслуживания приходит клиент, что перестал нагреваться заднее стекло. И он прав, потому что были повреждены не только патроны, но и провода в крышке багажника. Мы проходили это много раз, но из-за нехватки времени и высоких темпов работы опускаем некоторые элементы. К сожалению, приходится проверять соседние контуры, потому что это может дорого обойтись.
Простой пример — ремонт стоп-сигнала на автомобиле с чемоданами клиента, собирающегося в отпуск.Фары починили довольно быстро, и машина выехала из гаража. Через некоторое время покупатель вернулся в ужасе, заявив, что чувствует запах гари из задней части автомобиля. Открыв багажник, мы прислонились к заднему крылу, которое было горячим. Выгрузили багаж, и оказалось, что покупатель, набив чемоданы, оторвал кабель от электрической антенны. Провод, защищенный 30-амперным предохранителем, напрямую касался земли, и электричество проходило через него, нагревая крылья. Может быть пожар.Напрашивается вывод, что при ремонте одной вещи стоит осмотреть участок, переставив провода, отодвинув обивку. Осмотрите соседние компоненты, убедитесь, что зажимы аккумуляторной батареи затянуты, вес двигателя не ослаблен. Подключите вольтметр и убедитесь, что нет разницы напряжений между массой аккумулятора, шасси и двигателем. Включите несколько сильноточных нагрузок и посмотрите, как заряжается генератор. Осмотрите коробки предохранителей и реле. Эти работы совершенно не трудозатратны и доказывают надежность нашего подхода к отремонтированному автомобилю, а значит, и к заказчику, который за него платит.

Станислав Миколай Слупски
Статья из номера 10/2018 Современной мастерской

.

---

Смотрите также

• Минимальное расстояние от забора до дома ижс
• Как правильно штукатурить и шпаклевать стены
• Очистка воды для частного дома
• Почему трещит ламинат
• Жаростойкий раствор для печи
• Как подключить петличку к телефону
• Ягель что это за растение
• Разъемы для интернет кабеля
• Лоток для труб
• Бесшипная ежевика
• Тюльпан виды



Электрическая цепь что такое и из каких элементов состоит

Содержание:

Электрическая цепь – это соединение различных электрических или электронных деталей в одно. Для объединения используются проводники, которые пропускают через себя ток. Сами элементы могут самыми разнообразными – линейными, нелинейными, пассивными или активными. Любая электрическая цепь имеет в себе питание, включатель, провода, потребители тока. Она также должна быть замкнутой, иначе ток не сможет по ней протекать. Не являются электрической цепью заземляющие и зануляющие контуры.

В статье будет описано строение как сложных, так и простейших электрических цепей, как их грамотно создать, а главное обеспечить ее безопасность. В качестве дополнения, статья имеет в себе несколько видеороликов и интересный научный материал по теме.

Простейшая электрическая цепь

Основы электрических цепей

Как вода течет по водопроводу (по трубам, через краны, фильтры, счетчики и т.д.), так же электричество течет по цепи (проводам, электрическим и  электронным компонентам, через штекера и гнезда и т.д.). Электричество является одной из нескольких видов энергии, которая при своем течении может высвобождать свет, тепло, звук, радиоволны, механические движения, электромагнитные поля и т. д. Взять любую электротехнику (компьютер, мобильный телефон, электропечь, телевизор и т.д.), вся она содержит в себе электрические схемы, состоящие из различных электрических цепей, по которым течет ток, и на которых присутствует напряжение определенной величины и полярности.

Давайте более подробно разберем, что же собой представляет электрическая цепь, как именно по ней бежит ток. Итак, электрический ток — это упорядоченное движение электрических заряженных частиц. Напомню, что в твердых телах носителями электрического заряда являются электроны (частицы имеющие отрицательный заряд, он же минус). В жидкостях и газах носителями электрического заряда являются ионы (атомы и молекулы, у которых имеется недостаток электронов на своих орбитах, и имеющие положительный заряд, он же плюс). Чаще всего приходится иметь дело именно с движением электронов по электрической цепи именно в твердотельных проводниках (это металлы, кристаллы).

Сложная электрическая цепь

Электрическая цепь это некий замкнутый путь, по которому течет ток, бегут электрически заряженные частицы. Само перемещение этих частиц можно представить следующим образом. Как вам должно быть известно из уроков по физике все вещества состоят из атомов и молекул (мельчайшая частица самого вещества, его структурная составляющая). В твердых состояниях вещества атомы выстроены в определенном порядке, имеют так называемую кристаллическую решетку. У некоторых веществ электроны, что наиболее удалены от центра атома, могут легко отрываться от своего атома и переходить к соседнему. Так получается движение заряженных частиц внутри самого вещества.

Такие вещества являются проводниками электрического тока. Одни это делают хорошо, другие хуже (проводят ток). Если же взять такое вещество как медь (металл), который достаточно хорошо проводит через себя электричество и сделать из нее проволоку, то в итоге мы получим проводник электрического тока определенной длины.

[stextbox id=’alert’]Еще нужен источник тока, который в зависимости от своего принципа действия может на одном своем полюсе создавать переизбыток отрицательного заряда, а на другом — положительного (он же недостаток отрицательного). [/stextbox]

Чтобы пошел ток нужен как бы мостик, соединяющий эти самые противоположные полюса. В роли этого моста, для перехода электрического заряда с одного полюса на другой, и будет выступать замкнутая электрическая цепь, состоящая из различных проводников.

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, токе и напряжении. В электрической цепи постоянного тока могут действовать как постоянные токи, так и токи, направление которых остается постоянным, а значение изменяется произвольно во времени или по какому-либо закону.

К примеру, мы просто обычной медной проволокой соединим полюса источника питания. В итоге через проволоку потечет ток (тот самый переизбыток электрических зарядов). Это будет, пожалуй, самой простой электрической цепью, которая может только создавать короткое замыкание этого самого источника питания. Но все же это электрическая цепь. Более полезной электроцепью будет такая схема — источник питания (обычная батарейка), провода, переключатель и лампочка (рассчитанная на напряжение источника питания). Когда мы все это соединим друг за другом (последовательно) мы уже получим электрическую цепь, где течение тока будет приносить пользу в виде излучения света электрической лампочкой.

Естественно, подобными простыми электрическими цепями электротехника не ограничивается. Если правильно подключать различные электрические и электронные компоненты между собой, подсоединяя к ним источник питания, создавая различные функциональные схемы, можно в итоге получать все то разнообразие электроустройств, которое мы сейчас имеем. И все они имеют различные по сложности электрические цепи.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, токе и напряжении. В электрической цепи постоянного тока могут действовать как постоянные токи, так и токи, направление которых остается постоянным, а значение изменяется произвольно во времени или по какому-либо закону. Электрическая цепь состоит из отдельных устройств или элементов, которые по их назначению можно разделить на 3 группы.

Первую группу составляют элементы, предназначенные для выработки электроэнергии. Они называются источниками питания.

Вторая группа — элементы, преобразующие электроэнергию в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и т. д.). Эти элементы называются приемниками электрической энергии (электроприемниками).

В третью группу входят элементы, предназначенные для передачи электроэнергии от источника питания к электроприемнику (провода, устройства, обеспечивающие уровень и качество напряжения, и др.).

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Источники питания цепи постоянного тока — это гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термоэлектрические генераторы, фотоэлементы и др. Все источники питания имеют внутреннее сопротивление, значение которого невелико по сравнению с сопротивлением других элементов электрической цепи.

Электроприемниками постоянного тока являются электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую, нагревательные и осветительные приборы и др. Все электроприемники характеризуются электрическими параметрами, среди которых можно назвать самые основные — напряжение и мощность.

[stextbox id=’info’]Для нормальной работы электроприемника на его зажимах (клеммах) необходимо поддерживать номинальное напряжение. Для приемников постоянного тока оно составляет 27, 110, 220, 440 В, а также 6, 12, 24, 36 В.[/stextbox]

Электрическая цепь и ее элементы.

Графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов и показывающее соединения этих элементов, называется схемой электрической цепи. Элементами электрической цепи являются различные электротехнические устройства, которые могут работать в различных режимах.

Режимы работы как отдельных элементов, так и всей электрической цепи характеризуются значениями тока и напряжения. Поскольку ток и напряжение в общем случае могут принимать любые значения, то режимов может быть бесчисленное множество.

Режим холостого хода — это режим, при котором тока в цепи нет. Такая ситуация может возникнуть при разрыве цепи. Номинальный режим бывает, когда источник питания или любой другой элемент цепи работает при значениях тока, напряжения и мощности, указанных в паспорте данного электротехнического устройства.

Эти значения соответствуют самым оптимальным условиям работы устройства с точки зрения экономичности, надежности, долговечности и пр.Режим короткого замыкания — это режим, когда сопротивление приемника равно нулю, что соответствует соединению положительного и отрицательного зажимов источника питания с нулевым сопротивлением.

Ток короткого замыкания может достигать больших значений, во много раз превышая номинальный ток. Поэтому режим короткого замыкания для большинства электроустановок является аварийным.

Согласованный режим источника питания и внешней цепи возникает в том случае, когда сопротивление внешней цепи равно внутреннему сопротивлению.

В этом случае ток в цепи в 2 раза меньше тока короткого замыкания. Самыми распространенными и простыми типами соединений в электрической цепи являются последовательное и параллельное соединение.

Последовательное соединение элементов цепи

В этом случае все элементы подключаются к цепи друг за другом. Последовательное соединение не дает возможности получить разветвленную цепь — она будет неразветвленной. На рис. 1 показан пример последовательного соединения элементов в цепи.

В нашем примере взяты два резистора. Резисторы 1 и 2 имеют сопротивления R1 и R2. Поскольку электрический заряд в этом случае не накапливается (постоянный ток), то при любом сечении проводника за определенный интервал времени проходит один и тот же заряд. Из этого вытекает, что сила тока в обоих резисторах равная:

I = I1 = I2

А вот напряжение на их концах суммируется:

U = U1 + U2

Согласно закону Ома, для всего участка цепи и для каждого резистора в отдельности полное сопротивление цепи будет:

R = R1 + R2

В случае последовательного соединения проводников напряжения и сопротивления можно выразить соотношением:

U1/U2 = R1/R2

Размыкание трехфазного тока.

Параллельное соединение проводников

Когда два проводника соединяются параллельно, электрическая цепь имеет два разветвления. Точки разветвления проводников называют узлами. В них электрический заряд не накапливается, т. е. электрический заряд, поступающий за определенный промежуток времени в узел, равен заряду, уходящему из узла за то же время. Из этого следует, что:

I = I1 + I2

где I — сила тока в неразветвленной цепи.

При параллельном соединении проводников напряжение на них будет одно и то же. Обозначим сопротивления параллельно соединенных двух проводников R1 и R2. Используя закон Ома для участков электрической цепи с данными сопротивлениями, можно выявить, что величина, обратная полному сопротивлению участка ab, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников, т. е.:

1/R = 1/R1 + 1/R2

Из этого вытекает:

R = R1R2/(R1 + R2)

Данная формула справедлива только для определения общего сопротивления двух проводников, соединенных параллельно. Величину, обратную сопротивлению, называют проводимостью. При параллельном соединении проводников их сопротивления и сила тока связаны соотношением:

I1/I2 = R2/R1

Соединения конденсаторов

У конденсаторов существует также два вида соединения: последовательное и параллельное.

Последовательное соединение. В этом случае обкладка одного конденсатора, заряженная отрицательно, соединена с обкладкой другого конденсатора, заряженного положительно. На рис. 3 показан пример последовательного соединения конденсаторов.

При данном типе соединения действует следующее правило: величина, обратная емкости батареи конденсаторов при последовательном соединении, равна сумме величин, обратных емкостям отдельных конденсаторов. Из этого следует:

1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 + …

При этом типе соединения емкость батареи конденсаторов меньше емкости любого из конденсаторов.

Параллельное соединение. При параллельном соединении конденсаторов положительно заряженные обкладки соединены с положительно заряженными, а отрицательно заряженные — с отрицательными (рис. 4).

В этом случае емкость батареи конденсаторов будет равна сумме электрических емкостей конденсаторов:

С = С1 + С2 + С3 + …

Соединения источников тока

При параллельном способе соединения источников тока соединяют между собой все положительные и все отрицательные полюсы. Напряжение на разомкнутой батарее будет равно напряжению на каждом отдельном источнике, т. е. при параллельном способе соединения ЭДС батареи равна ЭДС одного источника. Сопротивление батареи при параллельном включении источников будет меньше сопротивления одного элемента, потому что в этом случае их проводимости суммируются.

При последовательном соединении источников тока два соседних источника соединяются между собой противоположными полюсами. Разность потенциалов между положительным полюсом последнего источника и отрицательным полюсом первого будет равна сумме разностей потенциалов между полюсами каждого источника.

[stextbox id=’alert’]Из этого вытекает, что при последовательном соединении ЭДС батареи равна сумме ЭДС источников, включенных в батарею. Общее сопротивление батареи при последовательном включении источников равняется сумме внутренних сопротивлений отдельных элементов.[/stextbox]

Расчет электрических цепей

Основой расчета электрических цепей является определение силы токов в отдельных участках при заданном напряжении и заранее известном сопротивлении отдельных проводников. Допустим, общее напряжение на концах цепи нам известно. Известны также сопротивления R1, R2 … R6 подсоединенных к цепи резисторов R1, R2, R3, R4, R5, R6 (сопротивление амперметра в расчет не принимается). Следует вычислить силу токов I1, I2, … I6.

В первую очередь, нужно уточнить, сколько последовательных участков имеет данная цепь. Исходя из предложенной схемы, видно, что таких участков три, причем второй и третий содержат разветвления. Допустим, что сопротивления этих участков R1, R’, R”. А значит, все сопротивление цепи можно выразить как сумму сопротивлений участков:

R = R1 + R’ + R”

где R’ — общее сопротивление параллельно соединенных резисторов R2, R3 и R4, a R” — общее сопротивление параллельно соединенных резисторов R5 и R6. Применяя закон параллельного соединения, можно вычислить сопротивления R’ и R”:

1/R’ = 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 и 1/R” = 1/R5 + 1/R6

Для того чтобы определить силу тока в неразветвленной цепи с помощью закона Ома, нужно знать общее сопротивление цепи при заданном напряжении. Для этого следует воспользоваться формулой:

I = U/R

Из всего вышеизложенного можно вывести, что I = I1.

Но для определения силы тока в отдельных ветвях следует сначала вычислить напряжение на отдельных участках последовательных цепей. Опять же с помощью закона Ома можно записать:

U1 = IR1; U2 = IR’; U3 = IR”

Теперь, зная напряжение на отдельных участках, можно определить силу тока в отдельных ветвях:

I2 = U2/R2; I3 = U2/R3; I4 = U2/R4; I5 = U3/R5; I6 = U3/R6

Бывают случаи, когда нужно вычислить сопротивления отдельных участков цепи по уже известным напряжениям, силе токов и сопротивлении других участков, а также определить нужное напряжение по заданным сопротивлениям и силе токов. Метод расчета электрических цепей всегда одинаков и основан на законе Ома.

Электроцепь

Состав электрической цепи

Электрическая цепь включает (в общем случае): источник питания, рубильник (выключатель), соединительные провода, потребителей. Обязательно сформируйте замкнутый контур. В противном случае по цепи не сможет течь ток. Электрическими не принято называть контуры заземления, зануления. Однако по сути считаются таковыми, иногда здесь течет ток. Замыкание контура при заземлении, занулении обеспечивается посредством грунта.

Источники питания. Внутренняя, внешняя электрическая цепь

Для образования упорядоченного движения носителей заряда, формирующего ток, потрудитесь создать разность потенциалов на концах участка. Достигается подключением источника питания, который в физике принято называть внутренней электрической цепью. В противовес прочим элементам, составляющим внешнюю. В источнике питания заряды движутся против направления поля. Достигается приложением сторонних сил:

1. Обмотка генератора.
2. Гальванический источник питания (батарейка).
3. Выход трансформатора.

Напряжение, формируемое на концах участка электрической цепи, бывает переменным, постоянным. Сообразно в технике принято контуры делить соответствующим образом. Электрическая цепь предназначена для протекания постоянного, переменного тока. Упрощенное понимание, закон изменения упорядоченного движения носителей заряда воспринимается сложным. С трудом понимаем, переменный в цепи ток или постоянный.

Устройство электрической цепи

Род тока определен источником, характером внешней электрической цепи. Гальванический элемент дает постоянное напряжение, обмотки (трансформаторы, генераторы) – переменное. Связано с протекающими в источнике питания процессами. Сторонние силы, обеспечивающие движения зарядов, называют электродвижущими. Численно ЭДС характеризуется работой, совершаемой генератором для перемещения единичного заряда. Измеряется вольтами. На практике для расчета цепей удобно делить источники питания двумя классами:

1. Источники напряжения (ЭДС).
2. Источники тока.

В действительности неизвестны, имитацию пытаются создать практики. В розетке ожидаем увидеть 230 вольт (220 вольт по старым нормативам). Причем ГОСТ 13109 однозначно устанавливает пределы отклонения параметров от нормы. В быту пользуемся источником напряжения. Параметр нормируется. Величина тока не играет значения. Напряжение подстанции круглые сутки стремятся сделать постоянным вне зависимости от текущего запроса потребителей.

В противовес источник тока поддерживает заданный закон упорядоченного движения носителей заряда. Значение напряжения роли не играет. Ярким примером подобного рода устройств выступает сварочный аппарат на базе инвертора. Каждый знает: диаметр электрода прочно связан с толщиной металла, прочими факторами. Чтобы процесс сварки шел правильно, приходится с высокой степенью постоянства поддерживать ток.

Задачу решает электронный блок на основе инвертора. Ток, напряжение бывают постоянными, переменными. Закон изменения параметра роли не играет. Неважно, подключать ли электрическую цепь к источнику постоянного, переменного напряжения. Однако важно выдержать правильный размер параметра. К примеру, действующее значение ЭДС.

https://www.youtube.com/watch?v=rsDnlddk8ds

Выключатель

Рубильник позволит присоединить источник питания к проводам, потребителю. Каждый (за редким исключением) пользовался настенным выключателем. При замыкании-размыкании электрической цепи возникает искра. Объясняется наличием сопротивления емкостного типа. Для предотвращения искрения цепь дополняется дросселем, рубильник сформирован контакторами специального типа. Придуманы прочие технические решения, к примеру, катушка Тесла.

Провода

В технике провода изготавливают медные, алюминиевые. Связано с низким удельным сопротивлением металлов. Цена невысока. Выделяющееся на проводниках тепло определяется двумя параметрами:

• Сопротивление участка цепи.
• Электрический ток.

Понятно, второй параметр определяется нуждами потребителей. Поставщик стремится влиять на первый. Удельное сопротивление проводника предвидится по возможности низким. Ученых давно интересует явление сверхпроводимости. Металлы при понижении температуры теряют сопротивление. Уменьшаются потери. Среди полупроводников встречаются образцы с положительным и отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Абсолютное значение параметра металлов на порядки ниже.

Проблема с алюминием, медью проста: при протекании электрического тока в цепи температура растет. Повышается сопротивление участка, дополнительно усугубляя ситуацию. Получается замкнутый круг. Ученые считают: затруднение допустимо исправить, заручившись помощью явления сверхпроводимости.

Металл при некоторой низкой температуре резко, рывком снижает сопротивление, достигая нуля (выше рубежа график понижается плавно со скоростью 1/273 1/град). Проблема практического применения в том, что значения, провоцирующие скачок, низкие. Например, для свинца рубеж составляет 7,2 К. Экстремально низкая отрицательная температура по шкале Цельсия.

Ученые видят решение проблемы в открытии материалов, демонстрирующих явление сверхпроводимости при комнатных температурах. Тогда большие токи удастся передавать потребителям, избежав потерь. В электрической цепи, сформированной сверхпроводниками, заряды способны циркулировать бесконечно длительное время без внешней подпитки источником.

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Электрическая цепь представляет собой группу заранее изготовленных элементов, соединенных определенным образом и предназначенных для протекания по ним электрического тока.  Разница между активными и пассивными элементами электрической цепи заключается в следующем – активные элементы способны самостоятельно создавать в цепи ток, а пассивные могут только потреблять или накапливать электрическую энергию. Более подробно о создании, строении электроцепей можно узнать из материала Учебное пособие по электротехнике.

Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.electrohobby.ru

www.mukhin.ru

www.websor.rul

www.vashtehnik.ru

Предыдущая

ТеорияЧему равна электроемкость конденсатора?

Следующая

ТеорияЧто такое короткое замыкание

Основная электрическая схема: теория, компоненты, работа, схема

Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress.

Основная электрическая цепь состоит из трех основных компонентов , источника напряжения , нагрузки и проводников . На рисунке 1 показана базовая схема. Эта схема состоит из батареи в качестве источника электроэнергии, лампы в качестве электрической нагрузки и двух проводов в качестве проводников, соединяющих батарею с лампой.

Аккумулятор

В источнике этой цепи, аккумуляторе, происходит химическая реакция, которая приводит к ионизации. Эта ионизация производит избыток электронов (отрицательный заряд) и истощение электронов (положительный заряд).

Рис. 1. Базовая электрическая цепь (схема) состоит из трех основных компонентов: источника, нагрузки и проводников.

Аккумулятор имеет две клеммы. Эти клеммы являются точками соединения двух проводников. Одна клемма отмечена знаком плюс (+), а другая знаком минус (–). Эти две маркировки называются маркировкой полярности.

Не все электрические устройства имеют маркировку полярности. Однако, если полярность имеет решающее значение, она будет отмечена на устройстве. Необходимо соблюдать правильную полярность, чтобы избежать повреждения оборудования и/или персонала.

Нагрузка

Нагрузка создается, когда электрическая энергия, вырабатываемая в цепи, преобразуется в какую-либо другую форму энергии, такую ​​как тепло, свет или магнетизм. Нагрузкой в ​​простой электрической цепи на рис. 1 является лампа, излучающая свет.

Источник и нагрузка должны соответствовать номинальному напряжению. Если лампа рассчитана на 6 вольт, то и аккумулятор должен быть рассчитан на 6 вольт.

Если батарея рассчитана на более низкое номинальное напряжение, лампа будет тусклой или не загорится. Если батарея рассчитана на гораздо более высокое напряжение, лампа будет повреждена из-за избыточной электрической энергии.

Проводник

Проводники, которые мы используем, представляют собой два медных провода, покрытых пластиковым изоляционным покрытием. Медный провод обеспечивает путь, по которому может течь электрическая энергия, в то время как пластиковое покрытие ограничивает передачу электрической энергии медному проводу. Это делает путь проводника безопасным для персонала.

Это завершает описание основных компонентов электрической цепи, в которой электрическая энергия передается по электрическим проводникам через устройство, где она затем преобразуется в какую-либо полезную форму.

Напряжение

Ионизация может быть вызвана такими силами, как тепло, свет, магнетизм, химическое воздействие или механическое давление. Это приводит к созданию электрического напряжения.

Что такое напряжение? Напряжение — это сила потока электронов. В только что описанной простой электрической цепи источником электрической энергии была батарея. Этот аккумулятор рассчитан на 6 вольт.

Вольт (В) — это электрическая единица, используемая для выражения количества присутствующего электрического давления или количества электрической силы, возникающей в результате химического действия внутри батареи.

Термин «напряжение» используется для выражения количества электрической силы почти так же, как мы используем лошадиные силы для выражения количества механической силы для автомобиля.

Электрическое давление или напряжение также могут быть выражены как потенциал, разность потенциалов или как электродвижущая сила (ЭДС). Для наших целей эти термины означают одно и то же. Напряжение обычно обозначается заглавной буквой E или V.

Ток

Электрический ток — это поток электронов. Количество электронов, протекающих мимо любой заданной точки за одну секунду, измеряется в электрической единице ампер (А).

Ампер обозначается буквой I. Помните, что кулон — это количество электронов.

Ампер характеризует скорость потока электронов, проходящего мимо любой данной точки цепи. Один ампер равен одному кулону заряда, протекающего мимо точки за одну секунду.

Сравните воздушный шар, наполненный воздухом, с электрической батареей. На рисунке 2 количество молекул воздуха в воздушном шаре представляет собой количество электронов или кулонов. Величина давления воздуха внутри воздушного шара выражается в фунтах на квадратный дюйм (PSI) давления воздуха.

В батарее величина электрического давления внутри батареи выражается как номинальное напряжение батареи.

Скорость потока воздуха из воздушного шара аналогична потоку электронов, или току, из батареи. Ток от батареи в электрической цепи представляет собой объем потока электронов, проходящий через данную точку, и измеряется в амперах или амперах.

Так же, как воздух будет продолжать выходить из шара, пока шар не опустеет, поток электронов может продолжаться до тех пор, пока в батарее присутствует напряжение или электрическое давление.

Рис. 2. Баллон похож на источник электричества. Воздух, выходящий из воздушного шара, подобен электронам, вытекающим из источника.

Сопротивление

Все электрические цепи имеют сопротивление. Сопротивление — это сопротивление потоку электронов. Сопротивление измеряется в омах, а электрический символ ома — Ω (греческая буква омега).

Значения сопротивления элементов и соединений различаются в зависимости от атомной структуры материала.

Хороший проводник электричества — это все, что допускает свободный поток электронов. плохой проводник электричества представляет собой материал, который не допускает свободного потока электронов. Очень плохие проводники называются изоляторами.

Полупроводник — это материал, ограничивающий поток свободных электронов. Полупроводник не считается ни хорошим проводником, ни плохим проводником электричества. Полупроводниковые материалы лежат в основе современных электронных приложений. Некоторые примеры проводников и изоляторов перечислены на рис. 3.9.0003

Рисунок 3. Общие проводники и изоляторы

Обратите внимание, что земля может быть хорошим проводником электричества. Есть много факторов, которые определяют, будет ли земля хорошим проводником.

Электропроводность земли в первую очередь зависит от ее органического состава и минералов, содержащихся в почве в любом данном месте.

Количество влаги в почве также определяет величину сопротивления почвы. Влага может повлиять на электропроводность многих материалов. Это может даже заставить изолятор стать хорошим проводником.

Возьмем в качестве примера дерево. Когда древесина сухая, она классифицируется как изолятор, но когда древесина становится влажной или влажной, она ведет себя скорее как полупроводник.

Именно внешнее кольцо атома определяет, является ли элемент хорошим или плохим проводником. Если во внешнем кольце есть только один электрон, этот электрон может быть довольно легко освобожден от своей орбиты внешней силой.

Если на внешней орбите много электронов, электроны крепче удерживаются на орбите. Их труднее освободить от атома. Элементы, которые не отдают легко электрон, изоляторы .

На рис. 4 показан атом меди. Обратите внимание, что у этого атома только один электрон на внешней орбите. Этот электрон может быть легко освобожден внешней силой. Медь является отличным проводником электричества.

Рисунок 4. Медный элемент является отличным проводником. У него только один электрон на внешней орбите. Этот электрон может быть легко сброшен со своей орбиты внешней силой.

• Вы также можете прочитать: разница между проводником, полупроводником и изолятором

Электрический ток, переменный и постоянный

Существует два типа электрического тока: постоянный (постоянный ток) и переменный (переменный ток). Разница между этими токами заключается в том, как они протекают по электрической цепи.

Постоянный ток протекает только в одном направлении через электрическую цепь. Примером постоянного тока является стандартная батарея. Батарея имеет установленную полярность (положительные и отрицательные клеммы) и производит электрический ток только в одном направлении.

С другой стороны, переменный ток , как следует из его названия, течет в обоих направлениях. Сначала он течет в одном направлении, а затем меняет свое течение на противоположное. См. рис. 5.

Рис. 5. Постоянный ток течет в одном направлении, в то время как переменный ток постоянно меняет направление.

В переменном токе нет маркировки положительной или отрицательной полярности, потому что полярность меняется очень быстро в типичной электрической цепи переменного тока.

Термины «период» и «герц» используются для описания того, насколько быстро ток меняется или меняет направление в цепи.

Цепь переменного тока с частотой 60 циклов (работающая на частоте 60 Гц) меняет направление 120 раз в секунду. Это стандарт для переменного тока в США.

Обычный поток тока против теории потока электронов

Приблизительно 200 лет назад ученые предположили, что электричество имеет как положительную, так и отрицательную полярность. В то время они произвольно решили, что электрический ток течет от плюса к минусу. Хотя на самом деле это никогда не было доказано как факт, эта теория была принята в течение довольно долгого времени. Эта теория известна как обычная теория течения .

По мере развития наших научных знаний и открытия атомной и полупроводниковой электроники стало очевидно, что традиционная теория протекания тока неверна. Общепризнанно, что на самом деле движутся электроны, перетекая от отрицательного к положительному, а не от положительного к отрицательному. Эта более новая теория известна как теория потока электронов .

• Вы также можете прочитать: Разница между переменным и постоянным током

Появление этой новой теории вызвало споры, которые продолжаются до сих пор. На протяжении более 150 лет все схемы были основаны на старой традиционной теории протекания тока.

Многие схемы и устройства, используемые до сих пор, основаны на традиционной теории. Независимо от того, какая теория используется для объяснения явлений электроники, наиболее важным моментом является то, что при построении схем с устройствами, требующими определенной полярности, необходимо соблюдать правильную полярность. См. рис. 6.

Рис. 6. Теория потока электронов и традиционная теория течения.

Последовательное и параллельное соединение

Существует два способа подключения компонента к электрической цепи: последовательное или параллельное . Рисунок 7 и Рисунок 8 иллюстрируют два типа соединений.

Схема на рис. 7 состоит из трех ламп, подключенных к батарее. В этой цепи есть только один путь, по которому могут течь электроны.

Когда электронам нужно следовать только по одному пути, такая цепь называется последовательной. Говорят, что лампы соединены последовательно по отношению друг к другу.

Рис. 7. Три лампы, соединенные последовательно.

Рисунок 8. Три лампы, соединенные параллельно

На рисунке 8 три лампы соединены параллельно. В этой цепи есть три разных пути, по которым электроны следуют от клеммы батареи к клемме батареи.

Вы нашли apk для Android? Вы можете найти новые бесплатные игры и приложения для Android.

Электричество и магнетизм. Элементы основных схем

Все эти разговоры о заряженных частицах и эквипотенциальных линиях — это хорошо, но когда дело доходит до того, чтобы заставить светиться лампочки, стучать громкоговорители и поджаривать тостеры, нам нужно нечто большее, чем просто поля и заряды. К счастью, поколения инженеров-электриков посвятили свою жизнь созданию лучших лампочек (и, как вы знаете, почти всех других магических современных устройств), и многие из их творений можно описать с помощью того, что мы уже узнали в этой главе.

Ключевым достижением в использовании силы электричества (помимо Мьёльнира) стала электрическая схема . «Цепь» — это широкое слово, но обычно оно включает в себя любой определенный и ограниченный путь для обтекания заряженных частиц. Типичным примером школьного научного проекта является лимонная или картофельная батарея, которая включает в себя источник напряжения для подачи энергии электронам (лимон/картофель), несколько проводов и свет. Фруктовый люкс .

Цепь должна состоять из проводники , материалы, которые позволяют электронам течь достаточно свободно, например металл. Изоляторы , как и резина вокруг медного провода, препятствуют движению электронов. Изоляторы хороши, если вы хотите создать цепь, в которой вы не являетесь ее частью.

Однако петля из медного провода, соединенная с лампочкой, мало что даст. Все полезные схемы нуждаются в каком-то источнике напряжения для обеспечения питания остальной части схемы. Источник напряжения, такой как батарея или все эти розетки в вашей стене, добавляет электрический потенциал к заряду в этой точке цепи.

Это похоже на гигантский зарядный цепной подъемник, а остальная часть трассы представляет собой американские горки, где заряд летит по крутым поворотам, петлям и штопорам. К тому времени, когда заряд возвращается к источнику напряжения, его нужно снова поднять, если он собирается продолжать движение по цепи. Заряд без энергии, чтобы пройти через цепь, находится на уровне потенциала, который мы называем заземлением (или иногда общим ). Это отмечает точку нулевого потенциала цепи так же, как фактическая земля отмечает точку нулевого потенциала силы тяжести.

Закон Ома

Когда заряд перемещается по контуру, мы обычно перестаем думать о нем как о линии отдельных зарядов, конга танцующих по контуру. Вместо этого мы относимся к ней как к непрерывному потоку заряда так же, как мы смотрим на реку и видим «течение» вместо «достаточно большого количества молекул воды, движущихся довольно быстро».

Хорошая метафора, правда? Ученые тоже так думали, поэтому и название потока заряда именно такое: ток . Текущий ( I ) в проводе равно количеству заряда (Δ q ), который проходит через него за время Δ t :

где 1 А = 1 Кл/с. Ток определяется как положительный в направлении движения положительного заряда — это имело бы смысл, за исключением того, что по цепи движутся отрицательно заряженные электроны. Это ничего не меняет в том, как решать вопросы схемы, но полезно помнить, что если наш ток течет по часовой стрелке через петлю провода, электроны в проводе движутся против часовой стрелки.

Величина тока в простой цепи будет зависеть от двух факторов: размера источника напряжения (сколько энергии добавляется в цепь) и трудности, с которой электронам приходится двигаться по цепи. Провода в цепи обладают такой проводимостью, что мы обычно даже не думаем о том, что они замедляют ток, но это также означает, что они не могут выполнять никакой полезной работы. Один из способов заставить ток в цепи работать — пропустить его через материал, по которому заряду труднее пройти. Говорят, что такой материал имеет высокую сопротивление ( R ), а маленькие элементы схемы карамельного цвета из высокоомного материала творчески называются резисторами .

Сопротивление крошечное.
(Источник)

Единицей сопротивления в системе СИ является ом (Ом), что эквивалентно вольту на ампер.* принцип, лежащий в основе почти всех существующих электрических цепей:

В = IR

Есть три различных и абсолютно правильных способа интерпретировать это:

• Падение напряжения на резисторе равно произведению его сопротивления на ток, протекающий через него.
• Ток в проводе равен приложенному к нему напряжению, деленному на сопротивление провода или чего-либо, что к нему подключено.
• Сопротивление объекта равно падению напряжения на нем, деленному на протекающий через него ток.

В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать из этого что-то полезное. А пока важно запомнить закон Ома. На самом деле, вот оно снова:

V = IR

Распространенные ошибки

Мы упоминали закон Ома? Это В = ИК . Это относится только к одному элементу схемы — например, к одному резистору, — но в следующем разделе мы увидим, как математически объединить несколько элементов, чтобы использовать закон Ома в более сложных цепях.

Закуска для мозгов

Если у вас когда-нибудь закончатся резисторы, смело используйте вишневое желе.

*Интересно, что это точно эквивалентно обратной секунде или 1/с. Однако не будут учитываться ответы для времени, указанные в 1/Ом. Вы были предупреждены.

Открытые учебники | Siyavula

Загрузите наши открытые учебники в различных форматах, чтобы использовать их так, как вам удобно. Нажмите на обложку каждой книги, чтобы увидеть доступные для загрузки файлы на английском и африкаанс. Лучше, чем просто бесплатные, эти книги также имеют открытую лицензию! См. различные открытые лицензии для каждой загрузки и пояснения к лицензиям в нижней части страницы.

Математика

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • 7A PDF (CC-BY-ND)
        • 7B PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • 7A PDF (CC-BY-ND)
        • 7B PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • 8A PDF (CC-BY-ND)
        • 8B PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • 8A PDF (CC-BY-ND)
        • 8B PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • 9A PDF (CC-BY-ND)
        • 9B PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • 9A PDF (CC-BY-ND)
        • 9B PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)

Наука

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 7А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 7Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 7А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 7Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 8А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 8Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 8А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 8Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 9А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 9Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 9А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 9Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 4А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 4Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 4А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 4Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 5А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 5Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 5А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 5Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 6А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 6Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 6А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 6Б

        • PDF (CC-BY-ND)

Лицензирование наших книг

Эти книги не только бесплатны, но и имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (фирменные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий. Вы можете копировать, распечатывать и распространять их столько раз, сколько захотите. Вы можете загрузить их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете каким-либо образом адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, логотипы спонсоров и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите сайт Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без торговой марки)

Эти версии одного и того же контента без торговой марки доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, преобразовывать, изменять или развивать их любым способом, при этом единственным требованием является предоставление соответствующей ссылки на Siyavula. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

Электрические и электронные компоненты, используемые в проектах

Существуют различные основные электрические и электронные компоненты, которые обычно используются в различных схемах периферийных устройств. Во многих схемах для построения схемы используются эти компоненты, которые подразделяются на две категории, такие как активные компоненты и пассивные компоненты. Активные компоненты — это не что иное, как компоненты, которые поставляют и контролируют энергию. Пассивные компоненты можно определить как компоненты, которые реагируют на поток электрической энергии и могут рассеивать или накапливать энергию. Эти компоненты можно найти во многих периферийных устройствах, таких как жесткие диски, материнские платы и т. д. Многие схемы разработаны с использованием различных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, трансформаторы, переключатели, предохранители и т. д. Поэтому в этой статье дается краткая информация о различных типах электронных и электрических компонентов, которые используются в различных электронных и электрических проектах. В следующих параграфах подробно описывается каждый компонент со схемами.

Основные электрические и электронные компоненты, используемые в электрических и электронных проектах, в основном включают такие компоненты, как резисторы, конденсаторы, предохранители, транзисторы, интегральные схемы, реле, переключатели, двигатели, автоматические выключатели и т. д. Во многих цепях эти компоненты используются для построить схему, которые подразделяются на две категории, такие как активные компоненты и пассивные компоненты.

Активные и пассивные компоненты

Активные компоненты — это не что иное, как компонент, который поставляет и контролирует энергию. Пассивные компоненты можно определить как компоненты, которые реагируют на поток электрической энергии и либо рассеивают, либо накапливают энергию.

Резистор

Резистор — это электрический компонент, который ограничивает протекание тока в цепи. Резистор также можно использовать для подачи определенного напряжения на транзистор. Когда ток течет через резистор, резистор поглощает электрическую энергию и выделяет ее в виде тепла. Резисторы могут иметь переменное или постоянное сопротивление, которое можно найти в термисторах, фоторезисторах, триммерах, варисторах, потенциометрах и хомяках. Ток, протекающий через резистор, прямо пропорционален напряжению на клеммах резистора. Связь представлена ​​законом Ома. Закон Ома гласит, что рассеяние из-за сопротивления и единиц сопротивления составляет Ом.

резисторы

 

Закон Ома V=IR из этого уравнения можно получить I=V/R
Где «V» — разность потенциалов проводника, «I» — ток через проводник, а «R» это сопротивление проводника.

Конденсатор

Конденсатор представляет собой линейный пассивный компонент с двумя выводами, состоящий из двух проводящих пластин с изолятором между ними. Основная функция конденсатора заключается в том, что он накапливает электрическую энергию, когда на его клеммы подается электрический заряд от источника питания. Он сохраняет заряд даже после отключения от источника питания. В цепи синхронизации конденсатор используется с резистором, а также может использоваться в качестве фильтра, пропускающего сигналы переменного тока и блокирующего сигналы постоянного тока.

конденсатор

Сохраненный электрический заряд равен Q=CV
Где «C» — емкостное реактивное сопротивление, а «V» — приложенное напряжение.
Таким образом, ток, протекающий через конденсатор, равен I= C dv/dt

Когда к конденсатору прикладывается постоянный ток, положительный (+) и отрицательный (-) заряды накапливаются на наборе клемм. Заряд сохраняется до тех пор, пока конденсатор не разрядится. Когда переменный ток подается на конденсатор, положительный и отрицательный заряды образуются на наборе пластин в течение той части цикла, когда напряжение положительное. Когда напряжение становится отрицательным (-) во второй половине цикла, конденсатор освобождается перед зарядным током, а затем заряжается в обратном порядке.

Микроконтроллер

Микроконтроллер — это небольшой компьютер на единой интегральной схеме, объединяющий все функции микропроцессора. Чтобы обслуживать различные приложения, он имеет высокую концентрацию встроенных удобств, таких как ОЗУ, ПЗУ, порты ввода-вывода таймеров, последовательный порт, прерывания и тактовая схема. Они используются в различных автоматически управляемых устройствах, таких как пульты дистанционного управления, медицинские устройства, системы управления автомобильными двигателями, электроинструменты, игрушки, офисные машины и другие встроенные системы.

микроконтроллер

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности или дроссель представляет собой пассивный электрический компонент с двумя выводами. Основная функция катушки индуктивности заключается в том, что она накапливает электрическую энергию в виде магнитной энергии. Как правило, катушка индуктивности представляет собой проводник, обычно намотанный в катушку, которая работает по принципу закона индуктивности Фарадея. Когда ток течет через катушку с левой стороны на правую — катушка создает магнитное поле в направлении по часовой стрелке. Индуктивность индуктора обозначается буквой «L».

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности с символом
L== (µ.K.N2.S)/I.
Где,

•  «L» — индуктивность
• «К» — коэффициент Нагаоки
• «µ» — это Магнитная проницаемость
.
• ‘N’ – число витков катушки
• ‘S’ – площадь поперечного сечения катушки
• «I» — длина катушки в осевом направлении

Трансформатор

Трансформатор представляет собой электрическое устройство, состоящее из двух катушек провода, соединенных железным сердечником. Он предлагает столь необходимую возможность легкого изменения уровней тока и напряжения. Основная функция трансформатора заключается в повышении (повышающем) или понижении (понижающем) переменного напряжения. Трансформатор работает по принципу электромагнитной индукции Фарадея, то есть взаимной индуктивности между двумя цепями, связанными общим магнитным потоком. Трансформатор преобразует электрическую энергию из одной цепи в другую цепь с помощью взаимной индукции между двумя обмотками без электрической связи между ними, а также преобразует мощность из одной цепи в другую цепь без изменения частоты, но с другим уровнем напряжения.

трансформатор

В повышающем трансформаторе вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная. Что касается понижающего трансформатора, то в его первичной обмотке больше витков, чем во вторичной. Это одна из основных причин, по которой мы используем в наших домах переменный ток, а не постоянный. Напряжение постоянного тока нельзя изменить с помощью трансформаторов. Сегодня на рынке доступны трансформаторы разных размеров, от маленьких до больших.

Батарея

Батарея представляет собой электрическое устройство, которое используется для преобразования химической энергии в электрическую посредством реакций электрохимического разряда. Он состоит из одной или нескольких ячеек, каждая из которых имеет анод (+), катод (-) и электролит. Анод и катод соединены с электрической цепью. Батареи делятся на два типа; это первичные или одноразовые батареи и вторичные или перезаряжаемые батареи, при этом первичные батареи не перезаряжаются, а вторичные батареи перезаряжаются.

аккумулятор

 Предохранитель

Предохранитель представляет собой материал или кусок проволоки, который используется для защиты компонентов от разрушения из-за протекания через них чрезмерного тока. Когда через цепь протекает чрезмерный ток, провода нагреваются и повреждаются. В результате ток перестает течь. Когда плавкий предохранитель плавится из-за перетекания тока, элемент плавкого предохранителя поглощает некоторую энергию. Поглощенная энергия определяется как I2t.

 предохранитель

Где «I» — пиковое значение прерываемого тока.
‘t’ — время, необходимое для устранения неисправности.

Предохранители каждого типа рассчитаны на точную величину тока. Стандартный предохранитель состоит из основных компонентов, таких как набор контактов, металлические плавкие элементы, соединение и опорный корпус. Плавкий элемент изготовлен из цинка, меди, серебра, алюминия или сплавов, что обеспечивает предсказуемые характеристики. Это может быть окружено воздухом или материалом.

Диод/светодиод (светоизлучающий диод)

Диод — это устройство, изготовленное из полупроводникового материала, позволяющего току течь в одном направлении; он блокирует ток, который пытается пойти против течения в проводе. Эти устройства часто используются во многих электронных схемах, преобразующих переменный ток в постоянный. Светодиод является альтернативой диоду. Когда на светодиод подается ток, он излучает свет с определенной частотой. Светодиоды используются во многих приложениях, таких как клавиатуры, жесткие диски, пульты дистанционного управления телевизором, и эти устройства очень полезны в качестве индикаторов состояния в компьютерах, а также в электронике с батарейным питанием. Транзисторы.

светоизлучающий диод

Транзисторы

Транзистор представляет собой электронное устройство, состоящее из трех выводов, изготовленных из полупроводникового материала, которое управляет потоком напряжения или тока и действует как переключатель для электронных сигналов. Существует два типа транзисторов PNP и NPN, в большинстве схем обычно используется транзистор NPN. Транзисторы имеют различную форму и три вывода транзистора, а именно базу (B), эмиттер (E) и коллектор (C). Где клемма базы отвечает за активацию транзистора, клемма эмиттера — отрицательный вывод, а клемма коллектора — положительный вывод.

транзисторы

Интегральная схема

Краткая форма интегральной схемы — ИС, иногда ее также называют микрочипом. Интегральная схема представляет собой полупроводниковое устройство, состоящее из резисторов, конденсаторов и транзисторов. Он может функционировать как генератор, микропроцессор, усилитель и таймер. ИС классифицируется как линейная или нелинейная в зависимости от ее применения. Линейные ИС или аналоговые интегральные схемы имеют бесступенчатую регулировку O/P, которая зависит от уровня сигнала i/p. Эти линейные ИС используются в качестве усилителей звуковой частоты и радиочастоты. Цифровые ИС работают только в нескольких определенных состояниях, а не в непрерывном диапазоне амплитуд сигнала. Применение интегральных схем включает компьютеры, модемы, компьютерные сети и частотомеры. Базовой структурой цифровых интегральных схем являются логические элементы, работающие с двоичными данными.

интегральная схема

Реле

Реле — это электромеханические переключатели, которые используются для управления цепями с помощью сигнала малой мощности. Реле состоят из электромагнита, якоря, ряда электрических контактов и пружины. Первые реле использовались в качестве усилителей в междугородних телеграфных цепях. Между двумя цепями в реле нет электрической связи, поскольку они связаны через магнитное соединение. Реле используются для выполнения логических операций в телефонных станциях, компьютерах и т. д.

реле

Выключатели

Выключатель — это электрическое устройство, которое используется для разрыва цепи, прерывания тока и подачи тока от одного проводника к другому проводнику. Выключатель работает с механизмами ON и OFF. Выключатели подразделяются на четыре типа, такие как (SPST) однополюсные однопозиционные, (SPDT) однополюсные двухпозиционные, (DPST) двухполюсные однопозиционные и (DPDT) двухполюсные двухпозиционные.

переключатели

Двигатели

Двигатель представляет собой электрическое устройство, основной функцией которого является преобразование электрической энергии в механическую. Двигатель содержит ротор, статор, подшипники, кабельную коробку, кожух и болт с проушиной. Электродвигатели есть везде, от обычных машин до самых сложных компьютеров. Эти двигатели подходят для задач, которые они выполняют, по сравнению с пневматическими или гидравлическими альтернативами. Двигатели подразделяются на различные типы, такие как асинхронные двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока, шаговые двигатели, бесщеточные синхронные двигатели с постоянными магнитами, щеточные двигатели постоянного тока и вентильные реактивные двигатели.

двигатели

Автоматические выключатели

Автоматический выключатель представляет собой механическое коммутационное устройство, которое приводится в действие автоматически и используется для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием. Основной функцией автоматического выключателя является прерывание протекания тока и выявление неисправности. Он состоит из двух контактов, таких как фиксированный и подвижный контакт. Подвижный контакт используется для разрыва и замыкания цепи с использованием накопленной энергии в виде пружины или сжатого воздуха. Неподвижный контакт включает в себя пружину, которая удерживает подвижный контакт после замыкания. Эти устройства состоят из двух катушек, замыкающей и отключающей. Где замыкающая катушка используется для замыкания цепи, а отключающая катушка используется для отключения цепи.

автоматический выключатель

Интернет-сайты для электрических и электронных компонентов и комплектов

Вот список интернет-магазинов, где вы можете разместить заказ на покупку этих компонентов и проектных комплектов. Эти интернет-магазины предлагают различные варианты размещения заказа, такие как оплата наличными при доставке и дебетовой или кредитной картой. Кроме того, эти интернет-магазины также доставляют компоненты и комплекты курьерскими службами, такими как почта, DTD, FedEx и т. д.

• https://www.kitsnspares.com/
• https://www.sparkfun.com
• https://www.freetronics.com/collections/kits
• https://www.jameco.com/
• https://element14.com/
• https://robokits.co.in/shop/
• https://embeddedmarket.com/
• https://www.canakit.com
• https://www.edgefxkits.com/
• https://www.onlinetps.com/
• https://uk.farnell.com/
• https://hobby2go.com/
• https://potentiallabs.com/
• https://www.tenettech.com/
• https://www.nex-robotics.com/
• https://mouser.com/
• http://www.mathaelectronics.com/

Таким образом, это некоторые из основных электрических и электронных компонентов, используемых при реализации различных электронных и электрических проектов. Мы полагаем, что вы поняли статью и полагаем, что у вас есть представление о различных электрических и электронных компонентах. Кроме того, если у вас есть какие-либо сомнения относительно этой статьи или тестирования этих компонентов в практической схеме и процедур их сборки, вы можете обратиться к нам, оставив комментарий в разделе комментариев ниже.

Компоненты схемы | Активные и пассивные элементы цепи

Невозможно построить цепь без элемента или компонента. Первым существенным элементом в формировании любой цепи является элемент цепи. Элементы схемы также называются элементами схемы или компонентами схемы. В предыдущем обсуждении мы обсудили электрическую цепь и ее типы. Сегодня мы обсудим элементы схемы или Circuit Elements.

Что происходит в сегодняшней дискуссии:

• Что такое элементы схемы?
• Активные элементы цепи.
• Пассивные элементы схемы.
• Некоторые пояснения с примерами.
• Различие между активными и пассивными элементами схемы

Содержание

Что такое элементы схемы?

Компоненты цепи, которые могут подавать энергию в цепь или получать или поглощать энергию из цепи, называются элементами цепи. Для воспроизведения компонентов используются различные электронные символы. Ниже показана базовая схема с двумя элементами схемы:

Цепь

Типы:

В зависимости от подачи и поглощения энергии в цепи все Элементы цепи можно разделить на две основные части:

1. Активные элементы цепи
2. Пассивные элементы цепи

Активная цепь Элементы:

Активные элементы цепи — это компоненты, которые могут подавать или подавать энергию в цепь. Кроме того, эти Элементы контролируют поток электронов в цепи. Любая цепь должна иметь хотя бы один активный элемент цепи.

Некоторые примеры активных элементов схемы:

• Источник напряжения.
• Текущий источник.
• Генератор (генератор переменного тока и генератор постоянного тока).
• Транзисторы (MOSFETS, FET и JFET).
• Диоды (стабилитроны, фотодиоды, диоды Шоттки и светодиоды).

Источник напряжения

Мы знаем, что источник напряжения — это источник, нагрузка которого изменяется, даже если он обеспечивает определенное напряжение (например, батарея).

                                                      Источник напряжения

Источник напряжения является ярким примером активных элементов схемы. Когда ток покидает ток с положительной клеммы источника напряжения, энергия поступает в цепь. Поскольку источник напряжения (или батарея) непрерывно подает энергию в цепь перед разрядкой, источник напряжения или батарея по определению являются активными элементами цепи.

Источник тока

Мы знаем, что источник тока подает энергию в цепь или поглощает энергию из цепи. Следовательно, не все источники тока включены в активные элементы цепи, но они считаются активными элементами цепи, когда источник тока подает энергию в цепь. Кроме того, поскольку источник тока управляет потоком зарядов, он включается в общие активные элементы цепи.

Транзисторы

                                                                                                                 Также его усиление способно управлять потоком заряда в цепи. Таким образом, транзистор также включен в активные элементы схемы.

Пассивные элементы схемы:

Пассивные элементы схемы — полная противоположность активным элементам схемы. Пассивные элементы цепи — это компоненты, которые могут поглощать энергию из цепей, которые могут поглощать энергию (например, тепло, свет и т. д.) или накапливать энергию в виде электрических полей или магнитных полей. Эти элементы не требуют внешнего напряжения.

Некоторые известные примеры пассивных элементов схемы:

• Переключатель
• L.D.R.
• Регистр
• Индуктор
• Конденсаторы
• Thermistor
• Трансформаторы

Регистры или резистор:

Регистр

Резистор или резистор. Резистор — это прохождение. Однако они только получают энергию от цепи и рассеивают ее в виде тепла через поток электричества. Таким образом, мы можем назвать регистр или резистор пассивным элементом схемы.

Индукторы:

Индуктор

Индуктор или индуктор представляет собой пассивные элементы цепи, поскольку индуктор сохраняет энергию в качестве магнитного поля и впоследствии поставляет ее в цепь. Вот почему индуктор или катушка индуктивности включены в элемент пассивной схемы.

Конденсаторы:

                                                                                               Поскольку конденсатор не обеспечивает и не увеличивает мощность, он считается пассивным элементом схемы. Многие думают, что конденсаторы экономят энергию, а затем подают ее в цепь. Но на самом деле он не поставляет энергию, он в основном сохраняет энергию на некоторое время для последующего использования. Кроме того, эта способность очень ограничена и преходяща.

Трансформаторы

Трансформаторы

Трансформатор используется почти для повышения уровня напряжения. Как ни удивительно, правда в том, что мощность поддерживается постоянной. Повышающее напряжение трансформатора, мощность, энергия и т. д. Когда первичная и вторичная стороны одинаковы, трансформатор не может подавать или подавать энергию. В основном это связано с тем, что трансформатор также включен в пассивные элементы схемы.

Различие между активными и пассивными элементами схемы

В таблице показаны некоторые из основных различий между активными элементами цепи и пассивными элементами цепи –

Активные элементы цепи	Пассивные элементы цепи
Активные элементы могут питать цепь.	Пассивные элементы Получают или поглощают энергию из цепи.
Активные элементы могут управлять потоком электричества в цепи.	Пассивные элементы не могут контролировать поток электричества.
Для работы активных элементов схемы требуется внешний источник или внешний источник.	Внешний источник или дополнительная энергия не требуются.
Усиление может обеспечить	Усиление не может обеспечить.
В основном это односторонняя функция	В основном это двумерная функция
Примеры активных элементов схемы, таких как источник напряжения, источник тока, генератор, транзистор, диод и т. д.	Примеры пассивных элементов схемы, таких как переключатели, LDR, резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, термисторы, трансформаторы и т. д.
Ноутбуки широко используются в компьютерах.	Используется в MP-3, стиральной машине и т. д.

В дополнение к двум вышеуказанным типам компоненты схемы делятся на двусторонние элементы, односторонние элементы, сосредоточенные элементы и распределенные элементы.

Ссылка по,

Википедия

Инж. Mizan

Я инженер по электротехнике и электронике, а также у меня более 6 лет опыта работы с WordPress, написанием статей и SEO. У меня есть сильные технические навыки письма. Я могу быстро понять и реализовать сложные концепции. Я внимательно читаю, чтобы найти скрытый смысл. Тогда я пишу о них кратко и ясно.

Резюме

Основы электротехники 101

Люди постоянно зависят от электричества, и когда электричество отключается во время бури, срабатывает выключатель или возникает другая проблема в электрической цепи, понимание основных компонентов электрической системы может помочь вам восстановить работу. Также важно знать, кто отвечает за какую часть вашего электроснабжения. Коммунальная компания обслуживает линию Часть ваших услуг, которая включает в себя все, вплоть до точки крепления на вашем доме. Оттуда это называется стороной нагрузки , и все, что касается стороны нагрузки, находится под вашей ответственностью.

• 01 из 09

  Подключение к электросети и счетчик

  Эрик Исаксон / Getty Images

  Электричество в вашем доме начинается с электроснабжения и электросчетчика. Служебные кабели коммунальной компании (будь то воздушные или подземные) проходят к вашему дому и подключаются к счетчику коммунальных услуг. Электросчетчик подключается к этой базе счетчика. Счетчик измеряет количество электроэнергии, потребляемой вашим домом, и является основой для выставления счетов за электроэнергию. Счетчик работает только тогда, когда электричество используется в доме.

• 02 из 09

  Разъединитель

  Некоторые домашние электрические системы включают в себя специальный выключатель, который устанавливается на внешней стене дома рядом с электросчетчиком. В случае пожара или внезапного наводнения, или если в системе необходимо выполнить какие-либо работы, выключатель-разъединитель позволяет отключить питание снаружи дома, поэтому вам не нужно входить в дом, чтобы отключить питание. . Если в электрической системе нет отдельного выключателя (а в большинстве случаев его нет), главный автоматический выключатель на главной сервисной панели дома (коробка выключателя) служит в качестве разъединителя системы.

• 03 из 09

  Основная сервисная панель

  БэнксФото/Getty Images

  Пройдя через счетчик, ваша электрическая сеть подается на главную панель обслуживания вашего дома, обычно известную как распределительная коробка. Два больших «горячих» провода подключаются к большим винтовым клеммам, называемым наконечниками, внутри сервисной панели, обеспечивая питание панели. Третий служебный провод, нейтральный, подключается к нулевой шине внутри панели. Говоря простым языком, электричество в дом подается по горячим проводам. Пройдя через бытовую систему, она по нулевому проводу подается обратно в коммунальную сеть, замыкая электрическую цепь.

• 04 из 09

  Главный автоматический выключатель

  Сервисная панель содержит большой главный выключатель, который является переключателем, управляющим питанием остальных автоматических выключателей внутри панели. Его размер соответствует пропускной способности вашего дома. Стандартная панель сегодня обеспечивает обслуживание 200 ампер (ампер). Старые панели были рассчитаны на 150, 100 или менее ампер (ампер).

  Главный выключатель на 200 ампер пропускает через себя не более 200 ампер без срабатывания. В отключенном состоянии ток на панель не поступает. В системах без внешнего разъединителя главный выключатель служит бытовым разъединителем.

  Выключение главного выключателя останавливает подачу питания ко всем автоматическим выключателям ответвления в панели и, следовательно, ко всем цепям в доме. Тем не менее, питание всегда поступает в панель и на сервисные наконечники, даже когда главный выключатель отключен, если только питание не отключено отдельным разъединителем. Электроэнергия всегда присутствует в линиях коммунальных услуг и на электросчетчике, если только они не отключены коммунальными службами.

• 05 09

  Отводные автоматические выключатели

  Крейшль / Getty Images

  Выключатели ответвленных цепей заполняют панель (обычно под) главным выключателем. Каждый из этих выключателей представляет собой выключатель, контролирующий подачу электричества в ответвленную цепь в доме. Выключение выключателя отключает питание всех устройств и приборов в этой цепи. Если в цепи возникает проблема, такая как перегрузка или неисправность, выключатель автоматически отключается.

  Наиболее распространенной причиной срабатывания выключателя является перегрузка цепи. Если вы используете высокопроизводительный прибор, такой как пылесос, тостер или нагреватель, и питание отключается, вы, вероятно, перегрузили цепь. Переключите прибор на другую цепь и переустановите автоматический выключатель, переключив его в положение ВКЛ. Если выключатель снова сработает, а прибор не подключен к розетке, необходимо вызвать электрика. В цепи может возникнуть опасная неисправность.

• 06 из 09

  Устройства

  RASimon/Getty Images

  Устройства — это все, что в доме подключено к электричеству, включая выключатели, розетки (розетки), светильники и бытовые приборы. Устройства подключаются к отдельным ответвленным цепям, которые начинаются с выключателей в главном щите обслуживания.

  Одна цепь может содержать несколько выключателей, розеток, светильников и других устройств или может обслуживать только один прибор или розетку. Последняя называется выделенной схемой. Они используются для критически важных приборов, таких как холодильники, печи и водонагреватели. Другие приборы, такие как посудомоечные машины и микроволновые печи, обычно также подключены к выделенным цепям, поэтому их можно отключить на сервисной панели, не прерывая обслуживание других устройств. Это также снижает вероятность перегрузки цепей.

• 07 из 09

  Переключатели

  JGI/Джейми Грилл/Getty Images

  Выключатели — это устройства, которые включают и выключают свет и вентиляторы в вашем доме. Они бывают разных стилей и цветов, чтобы удовлетворить ваши дизайнерские потребности. Существуют однополюсные, трехпозиционные, четырехпозиционные и диммерные выключатели. Когда вы щелкаете выключателем, он «размыкает» цепь, что означает, что цепь разорвана или не завершена, и питание прерывается. Когда переключатель включен, цепь «замкнута», и мощность течет от переключателя к свету или другому устройству, которым он управляет.

• 08 из 09

  Розетки

  Плеррера/Getty Images

  Электрические розетки, технически называемые розетками, обеспечивают питание подключаемых устройств и приборов. Телевизоры, лампы, компьютеры, морозильники, пылесосы и тостеры — все это хорошие примеры устройств, которые можно подключить к розетке. Стандартные розетки в доме на 15 или 20 ампер; Розетки на 20 ампер могут обеспечить больше электроэнергии без отключения выключателя. Специальные розетки для приборов повышенного спроса, таких как электрические плиты и сушилки для белья, могут обеспечивать мощность от 30 до 50 и более ампер.

  В потенциально влажных помещениях дома, таких как ванные комнаты, кухни и прачечные, некоторые или все розетки должны иметь защиту GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю), обеспечиваемую розетками GFCI или выключателем GFCI.

• 09 из 09

  Электропроводка

  Проводка вашего дома состоит из нескольких различных типов проводки, включая неметаллический кабель (обычно называемый Romex), кабель Bx и проводку, скрытую в кабелепроводе. Кабель NM является наиболее распространенным типом схемной проводки. Подходит для использования в сухих, защищенных помещениях (внутри каркасных стен, по бокам балок и т. д.), не подверженных механическим повреждениям или чрезмерному нагреву.

  Кабель Bx, также известный как бронированный кабель, состоит из проводов, проложенных внутри гибкой алюминиевой или стальной оболочки, которая несколько устойчива к повреждениям. Он обычно используется там, где открыта проводка для приборов, таких как посудомоечные машины и мусоропроводы.

  Кабелепровод представляет собой жесткую металлическую или пластиковую трубку, защищающую отдельные изолированные провода. Он используется в гаражах, сараях и на открытом воздухе, где проводка должна быть защищена от воздействия.

  Провода, проходящие внутри кабеля NM, кабеля Bx или кабелепровода, имеют размер в соответствии с силой тока каждой цепи. Сечение провода указано в его номере калибра. Чем меньше калибр, тем больше провод и тем больший ток он может выдержать.