Основные элементы электрической цепи: характеристики и применение

Какие основные элементы входят в состав электрической цепи. Каковы основные параметры и характеристики резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Как происходят переходные процессы в электрических цепях. Какие режимы работы возможны в электрической цепи. Как измеряются характеристики электрического тока.

Основные элементы электрической цепи и их параметры

Электрическая цепь состоит из следующих основных элементов:

• Источники электрической энергии (генераторы, аккумуляторы)
• Потребители электрической энергии (нагрузки)
• Проводники для передачи электрической энергии
• Коммутационные и защитные устройства

Основными параметрами электрической цепи являются:

• R — сопротивление (Ом)
• L — индуктивность (Гн)
• C — емкость (Ф)

Сопротивление характеризует способность элемента препятствовать прохождению электрического тока. Индуктивность определяет способность накапливать энергию магнитного поля. Емкость характеризует способность накапливать электрический заряд.

Характеристики резисторов и их применение

Резисторы — это пассивные элементы электрической цепи, основной характеристикой которых является электрическое сопротивление. Основные параметры резисторов:

• Номинальное сопротивление
• Допустимая мощность рассеивания
• Температурный коэффициент сопротивления
• Предельное рабочее напряжение

Резисторы применяются для ограничения тока в цепи, деления напряжения, создания цепей смещения и др. Они бывают постоянные, переменные и подстроечные.

Конденсаторы: типы, параметры, области применения

Конденсаторы — это элементы, способные накапливать электрический заряд. Основные параметры конденсаторов:

• Емкость
• Рабочее напряжение
• Тангенс угла диэлектрических потерь
• Температурный коэффициент емкости

По типу диэлектрика конденсаторы делятся на керамические, пленочные, электролитические и др. Они применяются для фильтрации, разделения постоянной и переменной составляющих сигнала, создания колебательных контуров.

Катушки индуктивности и их свойства

Катушки индуктивности — это элементы, способные накапливать энергию магнитного поля. Их основные параметры:

• Индуктивность
• Добротность
• Собственная емкость
• Максимальный допустимый ток

Катушки индуктивности применяются в фильтрах, колебательных контурах, трансформаторах. Они способны сглаживать пульсации тока и создавать временные задержки сигналов.

Переходные процессы в электрических цепях

Переходные процессы возникают при изменении режима работы цепи и обусловлены наличием в ней реактивных элементов — катушек индуктивности и конденсаторов. Причины возникновения переходных процессов:

• Включение или отключение источника питания
• Коммутация нагрузки
• Короткое замыкание
• Обрыв цепи

При переходном процессе ток и напряжение в цепи изменяются по экспоненциальному закону. Длительность процесса определяется постоянной времени цепи τ = L/R или τ = RC.

Режимы работы электрической цепи

Основные режимы работы электрической цепи:

1. Номинальный режим — режим, на который рассчитано электротехническое устройство.
2. Режим холостого хода — режим разомкнутой цепи, когда ток равен нулю.
3. Режим короткого замыкания — режим, когда сопротивление нагрузки близко к нулю.
4. Согласованный режим — режим максимальной передачи мощности в нагрузку.

Наиболее опасным является режим короткого замыкания, при котором возникают большие токи, способные вывести из строя элементы цепи.

Методы измерения характеристик электрического тока

Для измерения характеристик электрического тока применяются следующие методы:

1. Прямой метод — непосредственное измерение тока, напряжения или сопротивления соответствующими приборами (амперметр, вольтметр, омметр).
2. Косвенный метод — определение искомой величины путем измерения других величин, связанных с ней известной зависимостью.
3. Компенсационный метод — сравнение измеряемой величины с эталонной.

Выбор метода зависит от требуемой точности, диапазона измерений и особенностей исследуемой цепи. Наиболее распространен прямой метод измерений.

Применение основных элементов электрической цепи

Основные элементы электрической цепи находят широкое применение в различных областях электроники и электротехники:

• Резисторы используются для ограничения тока, деления напряжения, создания нагрузки.
• Конденсаторы применяются в фильтрах, цепях развязки, колебательных контурах.
• Катушки индуктивности используются в трансформаторах, дросселях, фильтрах.

Правильный выбор и расчет параметров этих элементов позволяет создавать электрические цепи с требуемыми характеристиками для решения различных технических задач.

Электрическая цепь и характеристики электрического тока

Содержание страницы

• 1. Электрическая цепь и параметры электрических цепей
• 2. Переходные процессы в электрических цепях
• 3. Режимы работ электрической цепи
• 4. Измерение характеристики электрического тока

1. Электрическая цепь и параметры электрических цепей

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, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятии об электродвижущей силе, токе и напряжении.

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 — совокупность соединенных между собой источников электрической энергии, приемников и соединяющих их проводов (линия передачи), как это показана на рисунке 1..

Рисунок 1 – Схема электрической цепи

Электрическая цепь делится на внутреннюю и внешнюю части. К внутренней части электрической цепи относится сам источник электрической энергии. Во внешнюю часть цепи входят соединительные провода, потребители, рубильники, выключатели, электроизмерительные приборы, т. е. все то, что присоединено к зажимам источника электрической энергии.

Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи. Разрыв цепи в любом месте вызывает прекращение электрического тока. Под электрическими цепями постоянного тока в электротехнике подразумевают цепи, в которых ток не меняет своего направления, т. е. полярность источников ЭДС в которых постоянна.

Под электрическими цепями переменного тока имеют ввиду цепи, в которых протекает ток, который изменяется во времени.

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. 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, электролизные установки 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).

Элементы электрической цепи делятся на активные и пассивные.

К активным элементам электрической цепи относятся те, в которых индуцируется ЭДС (источники ЭДС, электродвигатели, аккумуляторы в процессе зарядки и т. п.).

К пассивным элементам относятся электроприемники и соединительные провода.

Основные элементы электрической цепи показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 – Основные элементы электрической цепи

Для условного изображения электрических цепей служат электрические схемы. На схемах источники, приемники, провода и все другие приборы и элементы электрической цепи обозначаются при помощи выполненных определенным образом условных знаков (графических обозначений), как это показано на рисунке 3.

Рисунок 3 – Условные обозначения электроприборов

Схема электрической цепи — это графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов, показывающее соединения этих элементов.

Типы схем: структурная; функциональная; принципиальная; монтажная и др. На принципиальной схеме приводится полный состав элементов и указаны все связи между ними. Эта схема дает детальное представление о принципах работы изделия (установки). Рис 4.

Рисунок 4 – Виды схем электрической цепи

Параметры электрических цепей

Параметрами электрической цепи являются R, L, C R – сопротивление, Ом

L – индуктивность, Гн

C – емкость, Ф

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. Виды электрического тока разной частоты показаны на рисунке 5.

Элементы R, L, C ведут себя в цепи как, сопротивления.

Рисунок 5. – Виды электрического тока

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.

2. Переходные процессы в электрических цепях

Переходные процессы — процессы, возникающие в электрических цепях при различных воздействиях, приводящих их из стационарного состояния в новое стационарное состояние, то есть, — при действии различного рода коммутационной аппаратуры, например, ключей, переключателей для включения или отключения источника или приёмника энергии, при обрывах в цепи, при коротких замыканиях отдельных участков цепи и т. д.

Физическая причина возникновения переходных процессов в цепях — наличие в них катушек индуктивности и конденсаторов, то есть индуктивных и ёмкостных элементов в соответствующих схемах замещения. Объясняется это тем, что энергия магнитного и электрического полей этих элементов не может изменяться скачком при коммутации (процесс замыкания или размыкания выключателей) в цепи. Иными словами, конденсатор не может запастись энергией мгновенно, а если бы мог — для этого потребовался источник энергии бесконечной мощности.

При всех изменениях в электрической цепи: включении, выключении, коротком замыкании, колебаниях величины какого-либо параметра и т.п. – в ней возникают переходные процессы, которые не могут протекать мгновенно, так как невозможно мгновенное изменение энергии, запасенной в электромагнитном поле цепи.

Таким образом, переходный процесс обусловлен несоответствием величины запасенной энергии в магнитном поле катушки и электрическом поле конденсатора ее значению для нового состояния цепи.

При переходных процессах могут возникать большие перенапряжения, сверхтоки, электромагнитные колебания, которые могут нарушить работу устройства вплоть до выхода его из строя. С другой стороны, переходные процессы находят полезное практическое применение, например, в различного рода электронных генераторах. Все это обусловливает необходимость изучения методов анализа нестационарных режимов работы цепи.

Основные методы анализа переходных процессов в линейных цепях:

Классический метод, заключающийся в непосредственном интегрировании дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное состояние цепи.

Операторный метод, заключающийся в решении системы алгебраических уравнений относительно изображений искомых переменных с последующим переходом от найденных изображений к оригиналам.

Частотный метод, основанный на преобразовании Фурье и находящий широкое применение при решении задач синтеза.

Метод расчета с помощью интеграла Дюамеля, используемый при сложной форме кривой возмущающего воздействия.

Метод переменных состояния, представляющий собой упорядоченный способ определения электромагнитного состояния цепи на основе решения системы дифференциальных уравнений первого прядка, записанных в нормальной форме (форме Коши).

Переходный процесс в цепи описывается математически дифференциальным уравнением неоднородным (однородным), если схема замещения цепи содержит (не содержит) источники ЭДС и тока, линейным (нелинейным) для линейной (нелинейной) цепи.

Простейшим примером переходных процессов может служить зарядка конденсатора ёмкостью С (Рис 6) от источника постоянного тока (аккумулятора) с ЭДС Е и внутренним сопротивлением r через резистор R, ограничивающий ток в цепи. Начиная с момента времени t = 0, когда замыкается ключ, ток в цепи уменьшается по экспоненциальному закону, приближаясь к нулю, а напряжение увеличивается, асимптотически стремясь к значению, равному ЭДС источника. Скорость изменения напряжения и тока зависит от ёмкости конденсатора и сопротивления в цепи: чем больше ёмкость и сопротивление, тем длительнее процесс зарядки.

Через интервал времени t = (R + r)×C, называемый постоянной времени зарядки конденсатора, напряжение на его обкладках достигает значения uc = 0,63 Е, а сила тока i=0,37 Io, где Io — начальная сила тока, равная отношению эдс к сопротивлению цепи. Через интервал времени 5t uc>0,99 Е, а сила тока i<0,01 Io, и с погрешностью менее 1% переходной процесс можно считать закончившимся. За время переходных процессов энергия электрического поля конденсатора увеличивается от нуля до Wc= 1/2CE2.

Во время переходных процессов на отдельных участках цепи могут возникнуть напряжения и токи, значительно превышающие напряжения и токи установившегося режима, то есть перенапряжения и сверхтоки.

При неправильном выборе оборудования перенапряжения могут привести к пробою изоляции, например в конденсаторах, трансформаторах, электрических машинах, а сверхтоки — к срабатыванию элементов защиты и отключению установки, к перегоранию приборов, обгоранию контактов, механическим повреждениям обмоток вследствие электродинамических усилий.

Рисунок 6. – Схема зарядки конденсатора и изменение во времени тока в цепи зарядки (а) и напряжения на обкладках конденсатора (б): Е — эдс; Io — начальная сила тока в цепи; К — ключ; R — ограничительный резистор; С — конденсатор; i — ток зарядки; uc — напряжение на обкладках конденсатора; t — время; t — постоянная времени зарядки.

Переходные процессы играют исключительно важную роль в системах автоматического регулирования, в импульсной, вычислительной и измерительной технике, в электронике и радиотехнике и в электроэнергетике.

3. Режимы работ электрической цепи

Для электрической цепи наиболее характерными являются режимы работы: нагрузочный, холостого хода и короткого замыкания.

Нагрузочный режим работы (Рис. 7.а).

Рассмотрим работу электрической цепи при подключении к источнику какого-либо приемника с сопротивлением R (резистора, электрической лампы и т. п.).

На основании закона Ома ЭДС источника равна сумме напряжений IR на внешнем участке цепи и IRo на внутреннем сопротивлении источника:

E = IR + IRo (1)

Учитывая, что напряжение Uи на зажимах источника равно падению напряжения IR во внешней цепи, получим:

E = Uи+ IRo (2)

Эта формула показывает, что ЭДС источника больше напряжения на его зажимах на значение падения напряжения внутри источника. Падение напряжения IRo внутри источника зависит от тока в цепи I (тока нагрузки), который определяется сопротивлением R приемника. Чем больше будет ток нагрузки, тем меньше напряжение на зажимах источника:

Uи = E – IRo (3)

Падение напряжения в источнике зависит также и от внутреннего сопротивления Ro. Согласно уравнению (3) зависимость напряжения Uи от тока I изображается прямой линией (Рис 8). Эту зависимость называют внешней характеристикой источника.

Из всех возможных нагрузочных режимов работы наиболее важным является номинальный. Номинальным называется режим работы, установленный заводом-изготовителем для данного электротехнического устройства в соответствии с предъявляемыми к нему техническими требованиями. Он характеризуется номинальными напряжением, током (точка Н на Рис 8) и мощностью.

Эти величины обычно указывают в паспорте данного устройства. От номинального напряжения зависит качество электрической изоляции электротехнических установок, а от номинального тока — температура их нагрева, которая определяет площадь поперечного сечения проводников, теплостойкость применяемой изоляции и интенсивность охлаждения установки. Превышение номинального тока в течение длительного времени может привести к выходу из строя установки.

Режим холостого хода (Рис. 7 б).

При этом режиме присоединенная к источнику электрическая цепь разомкнута, т. е. тока в цепи нет. В этом случае внутреннее падение напряжения IRo будет равно нулю и формула (3) примет вид

E = Uи (4)

Таким образом, в режиме холостого хода напряжение на зажимах источника электрической энергии равно его ЭДС (точка X на рис. 8). Это обстоятельство можно использовать для измерения э. д. с. источников электроэнергии.

Рисунок 7 – Схемы, поясняющие нагрузочный режим работы (а) и режим холостого хода (б)

Рисунок 8 – Внешняя характеристика источника

Режим короткого замыкания (Рис. 9).

Коротким замыканием (КЗ) называют такой режим работы источника, когда его зажимы замкнуты проводником, сопротивление которого можно считать равным нулю.

Практически КЗ возникает при соединении друг с другом проводов, связывающих источник с приемником, так как эти провода имеют обычно незначительное сопротивление и его можно принять равным нулю.

Рисунок 9 – Схема короткого замыкания в цепи источника электрической энергии

Короткое замыкание может происходить в результате неправильных действий персонала, обслуживающего электротехнические установки (Рис. 10 а), или при повреждении изоляции проводов (Рис. 10 б, в), в последнем случае эти провода могут соединяться через землю, имеющую весьма малое сопротивление, или через окружающие металлические детали (корпуса электрических машин и аппаратов, элементы кузова локомотива и пр.).

Рисунок 10 – Возможные причины короткого замыкания в электрических установках

При коротком замыкании ток:

Iк.з = E / Ro (5)

Ввиду того что внутреннее сопротивление источника Ro обычно очень мало, проходящий через него ток возрастает до весьма больших значений. Напряжение же в месте КЗ становится равным нулю (точка К на рис. 8), т. е. электрическая энергия на участок электрической цепи, расположенный за местом КЗ, поступать не будет.

Короткое замыкание является аварийным режимом, так как возникающий при этом большой ток может привести в негодность, как сам источник, так и включенные в цепь приборы, аппараты и провода. Лишь для некоторых специальных генераторов, например сварочных, короткое замыкание не представляет опасности и является рабочим режимом.

В электрической цепи ток проходит всегда от точек цепи, находящихся под большим потенциалом, к точкам, находящимся под меньшим потенциалом. Если какая-либо точка цепи соединена с землей, то потенциал ее принимается равным нулю; в этом случае потенциалы всех других точек цепи будут равны напряжениям, действующим между этими точками и землей.

По мере приближения к заземленной точке уменьшаются потенциалы различных точек цепи, т. е. напряжения, действующие между этими точками и землей.

По этой причине обмотки возбуждения тяговых двигателей и вспомогательных машин, в которых при резких изменениях тока могут возникать большие перенапряжения, стараются включать в силовую цепь ближе к «земле» (за обмоткой якоря). В этом случае на изоляцию этих обмоток будет действовать меньшее напряжение, чем если бы они были включены ближе к контактной сети на электровозах постоянного тока или к незаземленному полюсу выпрямительной установки на электровозах переменного тока (т.е. находились бы под более высоким потенциалом). Точно также точки электрической цепи, находящиеся под более высоким потенциалом, являются более опасными для человека, соприкасающегося с токоведущими частями электрических установок. При этом он попадает под более высокое напряжение по отношению к земле.

Следует отметить, что при заземлении одной точки электрической цепи распределение токов в ней не изменяется, так как при этом образуется никаких новых ветвей, по которым могли бы протекать токи. Если заземлить две (или больше) точки цепи, имеющие разные потенциалы, то через землю образуются дополнительная токопроводящая ветвь (или ветви) и распределение тока в цепи меняется.

Следовательно, нарушение или пробой изоляции электрической установки, одна из точек которой заземлена, создает контур, по которому проходит ток, представляющий собой, по сути дела, ток короткого замыкания.

То же происходит в незаземленной электрической установке при замыкании на землю двух ее точек. При разрыве электрической цепи все ее точки до места разрыва оказываются под одним и тем же потенциалом.

4. Измерение характеристики электрического тока

Основными определяющими параметрами любой электрической цепи является напряжение, сила тока и сопротивление. Их взаимосвязь определяется известным со школьной физики законом Ома, суть которого заключается в том, что любую из этих величин можно определить, зная нужные формулы. При этом сила тока имеет прямую зависимость от напряжения и обратную от сопротивления. Существует три основных метода измерения силы тока и параметров электрической цепи.

Прямой метод измерения электрического тока.

Данный способ получения любых характеристик электрической цепи наиболее распространен на практике. Под прямым методом измерения подразумевается получение искомых значений силы тока, напряжения или сопротивления с помощью соответствующих измерительных приборов.

Информация на них может отображаться цифровым или аналоговым способом. Выбор конкретной модели зависит от необходимой точности искомых значений и собственной погрешности устройства.

Измерение силы тока в электрической цепи осуществляется амперметрами (Рис 11). Чем меньше будет внутренние сопротивление прибора, тем более точные данные он отобразит. Необходимо отметить что устройства, оснащенные стрелочным указателем менее точны по сравнению с приборами, которые отображают информацию в цифровом виде.

Измерение силы тока в собранной цепи проводиться при последовательном включении прибора в разрыв между элементами. Это одно из важных условий при наличии постоянного тока. Измерение силы в электрической цепи с переменным электрическим током можно провести без нарушения ее целостности, просто охватив провод специальными клещами. В данном варианте амперметр работает по принципу трансформатора. Любой проводник при прохождении переменного тока, обладает внешним магнитным полем, которое создает поток на измерительных контактах и индуцирует напряжение на обмотках.

Но в отдельных случаях использование прямого метода измерения невозможно. Это, например, относится к вариантам предварительного расчета электрической схемы или, когда сама конструкция рабочей схемы не позволяет провести разрыв цепи. В этой ситуации прибегают к косвенному или компенсационному методам измерения силы тока.

Рисунок 11 – Измерение силы тока и напряжения

Косвенный метод определения силы тока в электрической цепи.

В основе данного метода измерения лежит правило: зная зависимость трех параметров, всегда можно определить один из них при известных данных двух других значений. Для электрической цепи справедлив закон Ома, в соответствии с которым сила тока (I) имеет прямую зависимость от напряжения (U) или разности потенциалов. Формула закона для участка цепи выгладит следующим образом:

I = U/R, (5)

где R – это сопротивление (в Омах) на участке электрической цепи.

Из уравнения видно, что сила тока имеет обратную зависимость от сопротивления. Косвенный метод позволяет осуществлять измерение силы тока, как эмпирическим путем, так и математическим вычислениями. В первом случае исходные значения напряжения и сопротивления определяются вольтметром и омметром. Во втором варианте эти данные берутся из расчетных показателей электрической схемы. Необходимо помнить, что при математическом расчете параметров электрической цепи будут получены абсолютные значения, соответствующие идеальным данным. На практике, они могут значительно отличаться из-за характеристик материалов, внешних факторов и т.д.

Также при косвенном методе можно определить искомые параметры зная потребляемую мощность устройства (Р), которая является произведением напряжения и силы тока (Р=U x I, Рис. 12).

Компенсационный метод измерения силы тока.

Компенсационный метод базируется на уравновешивании двух электрически самостоятельных параметров (напряжения или тока) и выполняется посредством введения таких величин в цепь индикатора баланса.

Рисунок 12 – Расчетная формула фезических величин электрического тока

При данном варианте измерения силы тока используют дополнительную нагрузку с известным значением сопротивления. При порождении тока через резистор на выходе измеряют падение напряжения на участке и сравнивают данные. В результате получаем уравнение, с помощью которого можно легко определить искомое значение.

Этот метод измерений положен в принцип действия потенциометров. Преимуществом измерения силы тока в данном варианте является высокая точность показателей при минимальной погрешности. Компенсационный метод измерения показал свое наибольшую эффективность при измерении минимальных значений силы тока в сотые и тысячные доли ампера.

В заключение отметим, что наиболее распространенным вариантом измерения силы тока можно назвать прямой метод. Он является самым простым для использования в бытовых целях. Для получения боле точных данных и снижения погрешности необходимо прибегнуть к косвенному или компенсационному способу.

Просмотров: 16

Приглашаем на вебинар «Основные элементы электрической цепи. Часть 1»

by StarLine_news, 27. 04.2020

Общий курс «Основы мастерства от «А» до «Я» будет состоять из 25 – 30 уроков.  Записывайтесь на курс и получайте напоминания о каждом новом занятии: Уважаемые мастера-установщики!

Мы продолжаем курс вебинаров «Основы мастерства от «А» до «Я» и приглашаем вас на следующее онлайн-занятие по теме:

Основные элементы электрической цепи. Часть 1: резистор, конденсатор, индуктивность, колебательный контур.

Вебинар состоится:

• 28 апреля в 18:00 (Мск)
• 29 апреля в 11:00 (Мск)

В запланированную дату и время проведения вебинара доступ по ссылке будет открытым. Вас встретят технические специалисты StarLine и проведут online-обучение. Для хорошего качества трансляции рекомендуем подключаться к вебинару через стационарную точку доступа в интернет.

Общий курс «Основы мастерства от «А» до «Я» будет состоять из 25 – 30 уроков.   Записывайтесь на курс и получайте напоминания о каждом новом занятии:

Ближайшие вебинары состоятся по темам:

Основные элементы электрической цепи. Часть 2: диод, стабилитрон, светодиод, биполярный транзистор.

• 29 апреля в 18:00 (Мск)
• 30 апреля в 11:00 (Мск)

---

Основные элементы электрической цепи. Часть 3: реле, реле с замыкающими контактами, реле с размыкающими контактами, реле с переключающими контактами, силовые ключи.

• 30 апреля в 18:00 (Мск)
• 6 мая в 11:00 (Мск)

---

Устройство автомобильного охранного комплекса: функции охранного комплекса, защита от угона, охранные функции, сервисные функции, устройство охранного комплекса.

• 6 мая в 18:00 (Мск)
• 7 мая в 11:00 (Мск)

В условиях мирового прогресса, глобализации, развития технологий, одни профессии стремительно исчезают, а другие также стремительно появляются. Именно поэтому в научно-образовательной среде XXI век характеризуется как время постоянного самообразования. Чем больше современный специалист приобретает новых компетенций, тем легче ему находить новые пути для профессионального развития и роста дохода.

Чтобы оттачивать профессиональное мастерство, увеличивая свою ценность и конкурентоспособность как специалиста, необходимо опираться на прочный фундамент базовых теоретических и практических знаний.

Профессии мастера в области автозащиты сегодня не обучают в техникумах, колледжах, на различных курсах. Мастера – это специалисты из смежных областей, которые самостоятельно развили свои компетенции в данном направлении. Поэтому, задача курса «Основы мастерства от «А» до «Я» помочь таким специалистам получить комплексные теоретические и практические базовые знания в области автозащиты.

Курс дает возможность как тем, кто знакомится с профессией, так и опытным специалистам повысить уровень своих знаний или восполнить недостающие пробелы: от знакомых многим со школы законов физики к базовым принципам радиоэлектроники.

У меня много практического опыта. Зачем получать теоретические знания?

Теория важна, потому что она объясняет механизмы, задействованные в каждой конкретной ситуации. Зная теорию, вы можете анализировать свои практические результаты и вывести универсальную модель действий, которая затем адаптируется к различным жизненным случаям. Понимая основы радиоэлектроники вы можете придумывать новые, свои собственные уникальные авторские методы и подходы к автозащите, оставляя позади конкурентов.

У меня такой багаж знаний, что я и сам могу учить других специалистов. Чем мне будет полезен этот курс?

Уверены, что даже эксперты с глубокими познаниями в области радиоэлектроники почерпнут на наших вебинарах для себя что-то новое. Ведь каждая онлайн-встреча, кроме обучения, также подразумевает диалог и обмен опытом между специалистами. Если вы считаете, что вам есть, чем поделиться с коллегами по профессии, присоединяйтесь к числу наших менторов. Присылайте свои идеи по проведению вебинаров и контактные данные для обратной связи по адресу [email protected].

Будет ли курс включать практические задачи?

Да, программа включает в себя как теоретическую, так и практическую часть обучения.

Что будет по итогам обучения и планируется ли выдача сертификата?

После окончания обучения вы пройдете финальное тестирование для закрепления своих знаний и получите сертификат, подтверждающий, что вы прошли курс повышения квалификации.

StarLine надежно защищает с умом

StarLine Победит!

Category : События

Метки: Обучение

Электрическая цепь и ее элементы

Электрической цепью называется совокупность электротехнических устройств, предназначенных для передачи, распределения и взаимного преобразования электрической и других видов энергии и информации.

Основными элементами электрической цепи являются источники электрической энергии и приемники электрической энергии.

В источниках механическая, химическая и другие виды энергии преобразуются в электрическую энергию. В приемниках электрическая энергия превращается в механическую, тепловую, световую и другие виды энергии.

В судовых электрических цепях в качестве источников могут использоваться дизель-генераторы, турбогенераторы, валогенераторы, аккумуляторные батареи (в режиме разрядки), гальванические элементы, статистические и машинные преобразователи. Основные приемники электрической энергии на судах – это электродвигатели, нагревательные элементы, светильники, устройства автоматики, аккумуляторные батареи (в режиме зарядки).

Электрические цепи содержат также вспомогательные элементы: соединительные провода (кабельные трассы, линии передачи), коммутационную аппаратуру (выключатели, переключатели), устройства измерения и контроля параметров.

Графическое изображение электрической цепи называется схемой. На рис. 1 приведен пример схемы электрической цепи постоянного тока, состоящей из источника, приемника и соединительных проводов.

Рис. 1. Схема простейшей электрической цепи постоянного тока

Процессы, происходящие в электрической цепи, описываются с помощью таких понятий как ток, напряжение, электродвижущая сила (ЭДС), мощность, энергия. В цепях постоянного тока ЭДС, напряжение, ток, мощность не зависят от времени. Символы этих величин для цепей, постоянного тока принято изображать прописными буквами E, U, I, P. В цепях переменного тока ЭДС, напряжение, ток, мощность являются функциями времени. Для обозначения мгновенных значений этих величин используются строчные буквы e, u, i, p.

Электрический ток (ток проводимости) как явление представляет собой упорядоченное движение носителей зарядов внутри проводника.

Количественно электрический ток (сила тока) определяется как скорость протекания зарядов q через любое поперечное сечение проводника:

Ток измеряется в амперах [А].

За истинное направление тока условно принято движение положительных зарядов. Поэтому во внешней по отношению к источнику цепи ток течет от точки схемы с большим потенциалом к точке схемы с меньшим потенциалом (от зажима «+» к зажиму «–» на рис. 1).

Напряжение на участке электрической цепи – это работа сил электрического поля по перемещению единичного положительного заряда между начальной и конечной точками этого участка. Напряжение равно разности электрических потенциалов начальной и конечной точек участка. Так, для участка ab на рис. 2

,

где φ_a, φ_b – потенциалы точек a и b соответственно.

Во внешней по отношению к источнику цепи направления напряжения и тока совпадают (см. рис. 1, 2).

Рис. 2. Участок электрической цепи

Перенос зарядов в электрических цепях в установившемся режиме работы осуществляется под воздействием ЭДС источников электрической энергии. ЭДС источника создается за счет затрат внешней по отношению к электрической цепи энергии: механической энергии приводного двигателя, вращающего генератор, электрохимической энергии аккумуляторной батареи или гальванического элемента, тепловой энергии в термопаре. ЭДС источника E численно равна разности потенциалов между положительным и отрицательным зажимами источника в режиме холостого хода (когда ток источника равен нулю).

Ток внутри источника ЭДС направлен от зажима «–» к зажиму «+», а стрелка внутри окружности, изображающей источник на схеме, направлена в сторону большего потенциала (см. рис. 1).

Напряжение и ЭДС измеряются в вольтах [В].

Электрическая энергия, выделяемая (потребляемая) на участке электрической цепи за время t, равна

Энергия измеряется в джоулях [Дж].

Электрическая мощность характеризует скорость изменения энергии

Мощность измеряется в ваттах [Вт].

Анализ работы электрической цепи значительно упрощается, если элементы считать идеальными. Поэтому на схемах реальные элементы цепи заменяются идеальными элементами схемы. Эти идеальные элементы схемы отражают какие-то определенные свойства реальных элементов цепи. Для отражения нескольких различных свойств реального элемента его схема может компоноваться из нескольких идеальных элементов с различными свойствами.

Для цепей постоянного тока используются понятия двух идеальных элементов: идеального источника и идеального приемника.

Идеальный приемник (см. рис. 1, 2) – это пассивный элемент цепи, в котором энергия электрического тока безвозвратно рассеивается в виде тепла. Свойствами идеального пассивного элемента практически обладает резистор, который характеризуется сопротивлением R или проводимостью g = 1/R. Единица измерения сопротивления называется ом [Ом], а проводимости – сименс [См], причем 1См = 1/Ом.

В соответствии с законом Джоуля-Ленца энергия, выделяющаяся в виде тепла в пассивном элементе, прямо пропорциональна сопротивлению, квадрату тока и времени. Этот закон выражается формулами:

Идеальный источник – это такой активный элемент цепи, который всю выработанную энергию отдает во внешнюю цепь. Коэффициент полезного действия (КПД) идеального источника h = 100 %. В природе такого источника не существует. По своим характеристикам к идеальному приближается источник, у которого потери энергии в виде тела внутри источника пренебрежимо малы по сравнению с энергией, отдаваемой приемнику.

Реальный источник в схеме электрической цепи можно представить, например, в виде совокупности двух идеальных элементов: идеального источника ЭДС Е и внутреннего сопротивления источника R_i (см. рис. 1). Введение в схему внутреннего сопротивления источника R_i позволяет учесть потери энергии в виде тепла внутри самого источника.

Элементы электрических цепей можно подразделить на линейные и нелинейные.

В пассивном линейном элементе отношение напряжения к току постоянно. В качестве пассивного линейного элемента можно рассматривать, например, резистор с постоянным сопротивлением R:

Графическую зависимость напряжения от тока (или тока от напряжения) для пассивных элементов принято называть вольт-амперной характеристикой. Вольт-амперная характеристика резистора приведена на рис. 3. Она представляет собой луч 1, выходящий из начала координат. У пассивного нелинейного элемента отношение напряжения к току непостоянно и вольт-амперная характеристика нелинейна (рис. 3, кривая 2).

Рис. 3. Вольт-амперные характеристики линейного 1

и нелинейного 2 пассивных элементов

Графическую зависимость напряжения от тока для источников электрической энергии принято называть внешней характеристикой. Внешняя характеристика реального линейного источника приведена на рис. 4. Она представляет собой отрезок прямой линии 1 между точкой холостого хода (U = E) и точкой короткого замыкания (U = 0). Пунктирной линией 2, параллельной оси абсцисс, на этом графике изображена внешняя характеристика идеального источника ЭДС. Внешняя характеристика реального нелинейного источника приведена на рис. 4, кривая 3. Цепь называется линейной, если все элементы цепи линейны. Если хотя бы один элемент цепи нелинеен, то цепь будет нелинейной. Практически все цепи нелинейные. Однако при рассмотрении изменений напряжений и токов в ограниченном диапазоне многие цепи можно считать линейными.

В настоящем учебном пособии рассматриваются линейные электрические цепи постоянного тока.

Рис. 4. Внешние характеристики линейного 1, идеального 2

и нелинейного 3 источников ЭДС

 

---

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 4508; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

---

Каковы 5 идеальных основных элементов схемы?

Это:

• Независимый источник напряжения.
• Независимый источник тока.
• Зависимый источник напряжения.
• Зависимый источник тока.

Посмотреть полный ответ на permatechelectronics.com

Каковы 5 основных компонентов схемы?

В большинстве печатных плат используются следующие общие компоненты:

1. Резисторы. Резисторы контролируют проходящие через них электрические токи, а также напряжение в каждом подключенном к ним компоненте. …
2. Транзисторы. …
3. Конденсаторы. …
4. Катушки индуктивности. …
5. Диоды.

Посмотреть полный ответ на permatechelectronics.com

Что такое идеальные элементы схемы?

Эти элементы схемы называются резистором, конденсатором, и-тором и катушкой индуктивности.

Посмотреть полный ответ на khanacademy.org

Какие бывают типы элементов схемы?

Существует пять типов элементов цепи: сопротивление, емкость, индуктивность, преобразование и вращение.

Просмотр полный ответ на sciencedirect.com

Что такое идеальная базовая схема?

Слово «идеальный» используется для обозначения того, что базовый элемент схемы не существует как реализуемый физический компонент. Однако идеальные элементы могут быть соединены для моделирования реальных устройств и систем. Слово «базовый» используется для обозначения того, что элемент схемы не может быть далее уменьшен или разделен на другие элементы.

Посмотреть полный ответ на сайте engineeringarchives.com

Идеальные элементы схемы | Анализ цепи | Электротехника | Khan Academy

Сколько элементов в схеме?

Все схемы содержат четыре элемента: источник, нагрузку, систему передачи и управление. Источник обеспечивает электродвижущую силу. Это устанавливает разницу потенциалов, которая делает возможным протекание тока. Источником может быть любое устройство, подающее электрическую энергию.

Посмотреть полный ответ на acikders.ankara.edu.tr

Что такое элемент схемы?

Определение элемента цепи

1 : часть электрической цепи или сети (в виде генератора, переключателя, лампы или электронной лампы) 2 : один из трех количественных признаков (сопротивление, индуктивность, емкость), характерных для электрической цепи.

Посмотреть полный ответ на merriam-webster.com

Каковы 4 важных элемента электрической цепи?

Каждая электрическая цепь, независимо от того, где она находится, насколько она велика или мала, состоит из четырех основных частей: источника энергии (переменного или постоянного тока), проводника (провода), электрической нагрузки (устройства) и по крайней мере одного контроллера ( выключатель). Представьте, что происходит, когда вы включаете свет в комнате.

Просмотр полный ответ на hunker.com

Каковы основные элементы электрической цепи?

Электрическая цепь состоит из трех частей: Источник энергии – например, батарея или сеть. Приемник энергии – как лампочка. Путь энергии – как провод.

Посмотреть полный ответ на stileapp.com

Что такое основные компоненты схемы?

Что такое основные компоненты схемы? Ответ: Цепь состоит из нескольких компонентов, включая резисторы, транзисторы, катушки индуктивности, конденсаторы и диоды. Токопроводящие провода или дорожки используются для соединения компонентов друг с другом.

Просмотр полный ответ на vedantu.com

Является ли батарея элементом цепи?

Батарея — это устройство, которое преобразует химическую энергию в электрическую энергию и, следовательно, используется в качестве источника энергии в электрической цепи.

Посмотреть полный ответ на brainly.in

Каковы 6 компонентов схемы?

Спичка

• грунт. Определение. обратный путь для текущего. …
• источник (аккумулятор) Определение. источник питания цепи. …
• защита цепи (предохранитель) Определение. открывается, если есть чрезмерная сила тока. …
• переключатель. Определение. позволяет пользователю управлять цепью. …
• проводник (провод) Определение. …
• нагрузка (лампочка) Определение. …
• земля. Определение.

Посмотреть полный ответ на quizlet. com

Какие существуют 3 типа схем?

Типы электрических цепей

• Замкнутая цепь. Когда нагрузка работает сама по себе в цепи, это называется замкнутой цепью или замкнутой цепью. …
• Обрыв цепи. Когда в цепи есть неисправный электрический провод или электронный компонент или переключатель выключен, это называется разомкнутой цепью. …
• Короткое замыкание. …
Цепь серии
• . …
• Параллельная цепь.

Посмотреть полный ответ на electronicsandyou.com

Каковы 3 основных элемента электричества?

Три основных элемента являются основными для всех цепей:

• Источник напряжения (например, батарея или генератор). Устройство, которое поставляет энергию.
• Нагрузка (например, резистор, двигатель или лампа). Устройство, использующее энергию от. источник напряжения.
• Проводящий путь (например, инсу-

Просмотр полный ответ на g-wonlinetextbooks.com

Каковы 2 типа цепей?

Есть два типа цепей, которые мы можем сделать, называемые последовательными и параллельными. Компоненты в цепи соединены проводами. Если ответвлений нет, то это последовательная цепь. Если есть ответвления, то это параллельная цепь.

Просмотр полный ответ на bbc.co.uk

Каковы 2 вида электрических цепей?

Существует два типа электрических цепей. — последовательные и параллельные.

Посмотреть полный ответ на powerup.ukpowernetworks.co.uk

Каковы примеры простых схем?

Простая электрическая цепь может состоять из батареи (или другого источника энергии), лампочки (или другого устройства, использующего энергию) и проводников, соединяющих две клеммы батареи с двумя концами лампочки.

Просмотр полный ответ на сайте education.vic.gov.au

Является ли амперметр элементом цепи?

Амперметры, а также вольтметры и омметры конструируются с использованием чувствительного детектора тока, например гальванометра. Амперметр включен последовательно с элементом цепи для измерения электрического тока, протекающего через него.

Посмотреть полный ответ на гиперфизике.phy-astr.gsu.edu

Сколько существует основных электрических цепей?

Существует два вида электрического тока: постоянный (постоянный ток) и переменный (переменный ток). Разница между этими токами заключается в том, как они протекают по электрической цепи. Постоянный ток течет только в одном направлении по электрической цепи.

Просмотр полный ответ на electricacademia.com

Как работает базовая схема?

Цепь – это замкнутый контур, по которому может течь электричество. Замкнутая цепь обеспечивает непрерывный поток электричества от источника питания через проводник или провод к нагрузке, а затем обратно к земле или источнику питания.

Посмотреть полный ответ на сайте carlingtech.com

Как работает базовая электрическая схема?

Электрическая цепь состоит из источника электроэнергии, двух проводов, по которым может проходить электрический ток, и лампочки. Один конец обоих проводов присоединен к клемме ячейки, а их свободные концы подключены к лампочке. Электрическая цепь разрывается при выключении лампы.

Просмотр полный ответ наshinretrofits.com

Сколько существует типов принципиальных схем?

Эти два разных типа принципиальных схем называются наглядными (с использованием основных изображений) или схематическим стилем (с использованием стандартных отраслевых символов). Схематическая схема используется для визуального представления электрической цепи электрику.

Посмотреть полный ответ на smartdraw.com

Что такое основы электрики?

Самый фундаментальный закон в электричестве — это закон Ома или V=IR. V для напряжения, что означает разность потенциалов между двумя зарядами.

Посмотреть полный ответ на library.automationdirect.com

Что такое вольтметр в цепи?

Вольтметр, также известный как измеритель напряжения, представляет собой прибор, используемый для измерения разности потенциалов или напряжения между двумя точками в электрической или электронной цепи. Некоторые вольтметры предназначены для использования в цепях постоянного тока (DC); другие предназначены для цепей переменного тока (AC).

Просмотр полный ответ на techtarget.com

← Предыдущий вопрос
Как Соколиный Глаз называет Кейт Бишоп?

Следующий вопрос →
В какой стране самый низкий уровень преступности в мире?

Элементы электрической цепи

Предоставил:

1. Основное введение в электротехнику и электронику.
2. Определения — ток, напряжение и сопротивление
3. Цветовая маркировка резистора
4. Закон Ома, последовательные и параллельные цепи.
5. Конденсатор и катушка индуктивности
6. Закон Кирхгофа для тока и напряжения
7. Численные примеры

1. Колледж CS & IS
Jazan University
KSA
1

2. ГЛАВА 1
. Анализ электрических цепей.
2. Определения – ток, напряжение и сопротивление
3.Цветовая маркировка резистора
4.Закон Ома, последовательные и параллельные цепи.
5. Конденсатор и катушка индуктивности
6. Закон Кирхгофа о токе и напряжении
7. Численные примеры
2

3. Что такое электроника
Электроника — это отрасль науки, которая занимается
изучением потока и управления
электронами (электричества) и изучением их поведения
и эффектов в вакууме, газах и
полупроводниках, а также с устройствами, использующими такие
электронов.
3

4. Что такое электротехника
Отрасль машиностроения, которая занимается технологией
электричества, особенно проектированием и применением
схем и оборудования для производства и распределения электроэнергии
, управления машинами и связи.
4

5. Электрический ток
Электрический ток представляет собой поток электрического
заряда. В электрических цепях этот заряд часто равен
переносится движущимися электронами в проводе.
Единица измерения: Ампер (А)
5

7. Напряжение
Напряжение – это разница электрического потенциала
энергии между двумя точками на единицу электрического заряда. Напряжение
между двумя точками равно работе, совершаемой на единицу заряда
против статического электрического поля для перемещения заряда
между двумя точками, и измеряется в единицах
вольт (джоуль на кулон).
Единица измерения: Вольт (В)
7

8. Сопротивление
Резистор представляет собой пассивный двухконтактный электрический элемент
В электронных схемах резисторы используются для ограничения протекания тока
, для регулировки уровней сигнала, смещения активных элементов и
завершения линий передачи среди прочего.
ЕДИНИЦА:- Ом (Ом)
Обозначение:-
8

9. Влияние сопротивления на электроны
9

10. Цветовая маркировка резистора
10

11. Закон Ома
Закон Ома гласит, что напряжение (В) на резисторе пропорционально
току (I), где константа пропорциональности
есть сопротивление (R).
V=I x R
11
11

12. Закон Ома Видео
12

13. Последовательные и параллельные цепи
A. Последовательные цепи
Общее сопротивление резисторов, соединенных последовательно, равно сумме
их индивидуальных значений сопротивления.
Rtotal = R1 + R2 + R3
Последовательно Ток остается одинаковым во всех компонентах
, но напряжение отличается.
13

14. Цепи серии
14

15. B. Параллельные цепи
Общее сопротивление резисторов, соединенных параллельно, равно
, обратной сумме
-обратных величин отдельных резисторов.
1/ Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
Параллельное напряжение остается одинаковым во всех 9Компоненты 0018, но ток отличается.
15

16. Параллельная цепь
16

17. Конденсатор(C)
Конденсатор представляет собой электронный компонент, сохраняющий электрический заряд
. Конденсатор выполнен из 2-х замкнутых проводников
(обычно пластин), разделенных диэлектрическим материалом.
Емкостью называется количество электрического заряда,
хранящегося в конденсаторе при напряжении 1 Вольт.
БЛОК:- Фарадей (F)
17

19. Катушка индуктивности (L)
Катушка индуктивности, также называемая катушкой или реактором, представляет собой пассивный электрический компонент с двумя выводами,
который сопротивляется изменениям электрического тока, проходящего через него.
Состоит из проводника, такого как проволока, обычно намотанной
на катушку.
Энергия хранится в магнитном поле в катушке до тех пор, пока
течет ток.
БЛОК:- Генри(H)
19

21. законы кирхгофа
1. KVL (Закон Кирхгофа о напряжении)
Закон Кирхгофа о напряжении или KVL утверждает, что «в любой замкнутой сети с
контурами общее напряжение вокруг контура равно
сумме всех падений напряжения в одном и том же контуре», что
также равен нулю.
Другими словами, алгебраическая сумма всех напряжений в контуре
должна быть равна нулю.
Эта идея Кирхгофа известна как закон сохранения энергии.
21

22. 2. KCL (действующий закон Кирхгофа)
«Общий ток или заряд, входящий в соединение или узел, в точности равен
заряду, покидающему узел, поскольку ему некуда
идти, кроме как выйти, поскольку внутри узла заряд не теряется».
Другими словами, алгебраическая сумма ВСЕХ токов, входящих в
и выходящих из узла, должна быть равна нулю, I(выходящий) + I(входящий) = 0.
Эта идея Кирхгофа широко известна как
сохранение заряда.
22

23. Численные примеры
23

24. Числовые примеры
24

25. Числовые примеры
25

26. Числовые примеры
26

27. 27

28. 28

Электрическая цепь. Введение, типы, схема

Электрическая цепь представляет собой путь, по которому протекает электрический ток. Электрическая цепь также может быть замкнутым путем (в котором концы соединены), что делает ее петлей. Поток электрического тока возможен из-за замкнутой цепи. Электрическая цепь также может быть разомкнутой цепью, в которой поток электронов прерывается из-за разрыва цепи. Электрический ток не течет в разомкнутой цепи.

 

Важно знать основные части электрической цепи. Простая электрическая цепь содержит источник, выключатель, нагрузку и проводник. Эти части выполняют следующие функции:

● Ячейка: используется в качестве источника для подачи электрического тока.

● Нагрузка: резистор. По сути, это лампочка, которая светится, когда цепь включена.

● Проводники: медные провода используются в качестве проводников без изоляции. Один конец провода несет ток от источника питания к нагрузке, а другой конец от источника питания.

● Переключатель: это часть цепи, которая управляет подачей тока в цепь. Он используется для открытия или закрытия цепи.

 

Электрический ток и напряжение являются двумя основными характеристиками электрической цепи. Анализ электрической цепи – это процесс, при котором определяются сила тока и напряжение в каком-либо элементе электрической цепи.

 

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

 

На приведенном выше рисунке представлена ​​простая электрическая цепь, содержащая:

 

Из-за полной цепи по цепи протекает ток I, и на резисторе возникает падение потенциала V вольт.

 

Типы электрических цепей

Существует два типа электрических цепей.

• Последовательная цепь.

• Параллельное соединение.

 

Последовательная цепь

В последовательной цепи существует только один путь для потока электронов. Вся цепь замыкается или размыкается одновременно. В случае обрыва цепи ток в цепи отсутствует, поскольку вся цепь разомкнута; это главный недостаток последовательной схемы. Например, если в цепь последовательно соединить много лампочек, то при перегорании одной лампочки погаснут и остальные.

Параллельная цепь

В параллельной электрической цепи разные части цепи соединяются через разные ответвления. Следовательно, поток электронов происходит из нескольких частей. Если на одном пути происходит разрыв цепи, электрический ток продолжает течь по другим путям. Бытовая проводка приборов основана на параллельных цепях, поэтому, если одна лампочка перегорит, другая все равно будет гореть.

Бытовая электрическая цепь

На приведенном выше рисунке представлена ​​схема бытовой электросети.

• Электроэнергия, которую мы получаем в наших домах, поступает из основного источника, обычно называемого сетью.

• Питание осуществляется по воздушному или подземному кабелю.

• В бытовых цепях есть 3 типа проводов: провод заземления, провод под напряжением и нейтральный провод.

• Заземляющий провод: Заземляющий провод обычно зеленого цвета. Он соединен с металлической пластиной, закопанной в землю рядом с домом, для обеспечения сохранности гаджетов и приборов, имеющих металлический корпус. Когда в металлическом корпусе происходит утечка заряда, заряды передаются на землю, чтобы предотвратить удары и повреждения.

• Провод под напряжением: это положительный провод или провод, обычно красного цвета.

• Нейтральный провод: это отрицательный провод или провод, обычно черного цвета.

• Разность потенциалов (или напряжение) в нашей стране составляет 220В.

• Электрический ток в нашем доме сначала проходит через цепь, называемую Предохранителем. В случае любого высокого напряжения, перегрузки, колебания напряжения или короткого замыкания плавкий предохранитель перегорает, тем самым ограничивая подачу тока и предотвращая попадание высокого напряжения на электроприборы.

• Эти провода проходят к различным электроприборам дома через счетчик.

• Обычно в бытовых целях используются 2 типа электрических цепей:

• 15 A: Приборы с более высокой номинальной мощностью. (например, газовые колонки, кондиционеры, холодильники)

• 5 A: Приборы с меньшей номинальной мощностью. (например, телевизор, вентиляторы, лампочки)

Основные части цепи

Как уже упоминалось выше, цепь может быть концентратором частей, соединенных друг с другом. Единицы площади частей цепи подразделяются на 2 части, активные и пассивные части, в зависимости от их способности производить энергию.

1. Активные части цепи

Активные части объединяют те части, которые могут самостоятельно генерировать энергию. например, диоды, усилители, батареи и генераторы. Блок питания является наиболее важной активной частью вспомогательного электрического устройства.

Источники представляют собой единицу измерения напряжения или тока из 2 разновидностей, которые включают внештатные источники и зависимые источники. Электрическая батарея — это дополнительный внештатный источник питания, который имеет постоянное напряжение в цепи, независимо от того, что проходит через клеммы.

Полупроводниковый блок может быть источником питания, обеспечивающим ток в цепи, полупроводниковый блок зависит от применяемого к нему устройства.

2. Пассивные части схемы

Элементы, которые могут управлять потоком электронов через них, представляют собой блок, называемый пассивными частями. они способны либо увеличивать, либо уменьшать напряжение. Ниже приведены некоторые образцы пассивных частей.

• Резистор

В линейной цепи электрическое устройство противодействует протеканию тока. На сцену выходит закон Ома, который гласит, что напряжение на электрическом устройстве прямо пропорционально проходящему через него, а пропорциональная постоянная есть его сопротивление.

• Катушка индуктивности

Вспомогательное электрическое устройство помогает накапливать энергию в различных магнитных силовых полях, чтобы напряжение на вспомогательном электрическом устройстве могло постоянно изменяться при прохождении через него тока.

• Конденсатор

Электрический конденсатор помогает накапливать энергию в различных электрических полях, а напряжение на электрическом конденсаторе способно заряжать.

Какая единица площади связывает электрическую цепь и короткое замыкание?

1. Короткая

Соединение двух проводников с малым сопротивлением в электрической цепи называется короткой цепью. Вы увидите искры и дым благодаря теплу, вызванному коротким замыканием. Короткие замыкания выделяют дополнительное тепло.

 

Короткое замыкание в этой области может происходить по разным причинам, из-за ослабленных соединений, дефектов изоляции, неисправных проводов или поедания животными, а также из-за устаревших электроприборов. для предотвращения таких опасных ситуаций, самый простой и обычно используемый метод предотвращения повреждений с использованием плавкого предохранителя или электрического предохранителя, который останавливает короткие замыкания.

2. Обрыв цепи

Прерывание в электрическом устройстве является основной причиной соответствующей электрической цепи. Несоединенные части {в|во время|в соединении чрезвычайно|в очень} цепи образуют электрическую цепь.

3. Защита цепи

Добавление слабого звена внутри соответствующего электрического устройства называется защитой цепи. Объяснение установки слабого звена заключается в том, чтобы предотвратить травмы из-за коротких замыканий и связанных с ними экстремальных температур. Предохранитель, выключатель логического затвора переключателя может быть устройством защиты цепи. Исследования показывают, что благодаря защите цепи такие повреждения были снижены.

Электробезопасность

Исследования показывают, что около 100 человек ежегодно умирают из-за поражения электрическим током на рабочем месте, и около шестидесяти человек ежегодно умирают от поражения электрическим током от различных электроинструментов и кабелей.

 

Причина, по которой я обращаюсь к вам, состоит в том, чтобы привлечь внимание людей к мерам предосторожности и практическим правилам, которым, по мнению местного подразделения, следует следовать при работе с электричеством. Электричество может быть очень опасным, и недоверие будет стоить вам жизни. Часто люди ломают свои телефоны на зарядке, заблокированные в розетках.