Силовая электрическая цепь: назначение, элементы и особенности

Что такое силовая электрическая цепь. Каковы основные элементы силовой электрической цепи. Какие функции выполняет силовая электрическая цепь. Чем силовая цепь отличается от других типов электрических цепей.

Что такое силовая электрическая цепь

Силовая электрическая цепь — это электрическая цепь, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии от источника к потребителям. Основное назначение силовой цепи — обеспечить передачу значительных объемов электроэнергии с минимальными потерями.

Ключевые особенности силовой электрической цепи:

• Рассчитана на большие токи и напряжения
• Содержит мощные электротехнические устройства
• Обеспечивает питание силового оборудования
• Имеет усиленную изоляцию и защиту
• Требует соблюдения особых мер безопасности при монтаже и эксплуатации

Основные элементы силовой электрической цепи

В состав силовой электрической цепи обычно входят следующие основные элементы:

• Источник электроэнергии (генератор, трансформатор)
• Силовые кабели и провода
• Коммутационная аппаратура (рубильники, автоматы)
• Устройства защиты (предохранители, реле)
• Измерительные приборы (счетчики, трансформаторы тока)
• Потребители электроэнергии (двигатели, нагреватели)

Все элементы силовой цепи рассчитаны на большие токи и мощности. Для их соединения используются специальные силовые разъемы и клеммы.

Функции силовой электрической цепи

Основные функции, которые выполняет силовая электрическая цепь:

1. Передача электроэнергии от источника к потребителям
2. Распределение электроэнергии между различными нагрузками
3. Преобразование параметров электроэнергии (напряжения, тока)
4. Защита оборудования от перегрузок и коротких замыканий
5. Коммутация и управление потоками электроэнергии

Благодаря этим функциям силовая цепь обеспечивает надежное электроснабжение потребителей.

Отличия силовой цепи от других типов электрических цепей

Силовая электрическая цепь имеет ряд существенных отличий от других типов цепей:

Характеристика	Силовая цепь	Цепи управления
Напряжение	Высокое (сотни/тысячи вольт)	Низкое (до 24-48В)
Ток	Большой (десятки/сотни ампер)	Малый (доли/единицы ампер)
Мощность	Большая (кВт, МВт)	Малая (Вт)
Назначение	Питание мощных потребителей	Передача сигналов управления

Таким образом, силовая цепь предназначена для передачи значительно больших объемов энергии по сравнению с цепями управления и сигнализации.

Требования к силовым электрическим цепям

При проектировании и монтаже силовых цепей необходимо учитывать следующие основные требования:

• Обеспечение необходимой пропускной способности по току
• Минимизация потерь электроэнергии в проводниках
• Надежная изоляция токоведущих частей
• Защита от перегрузок и коротких замыканий
• Удобство монтажа, обслуживания и ремонта
• Соблюдение требований электробезопасности

Правильный выбор сечения проводов, коммутационных и защитных аппаратов позволяет создать надежную и безопасную силовую электрическую цепь.

Примеры силовых электрических цепей

Наиболее распространенные примеры силовых электрических цепей:

• Цепи питания электродвигателей
• Линии электропередачи
• Силовые цепи трансформаторных подстанций
• Цепи питания электропечей и нагревателей
• Силовые цепи электросварочного оборудования
• Цепи питания мощных насосов и компрессоров

В промышленности и энергетике силовые цепи образуют основу систем электроснабжения предприятий и объектов.

Защита силовых электрических цепей

Для обеспечения надежности и безопасности силовых цепей применяются различные виды защиты:

1. Токовая защита от перегрузки
2. Защита от короткого замыкания
3. Защита от утечки тока на землю
4. Защита от перенапряжений
5. Температурная защита

Защитные устройства отключают силовую цепь при возникновении аварийных режимов, предотвращая повреждение оборудования и возможные несчастные случаи.

Расчет силовых электрических цепей

При проектировании силовых цепей выполняются следующие основные расчеты:

• Расчет токовых нагрузок
• Выбор сечений проводов и кабелей
• Расчет потерь напряжения
• Выбор коммутационных аппаратов
• Расчет токов короткого замыкания
• Выбор защитных устройств

Правильный расчет позволяет обеспечить экономичность, надежность и безопасность силовой электрической цепи.

Заключение

Силовые электрические цепи играют важнейшую роль в современных системах электроснабжения. Они обеспечивают передачу электроэнергии от источников к потребителям с минимальными потерями. Правильное проектирование, монтаж и эксплуатация силовых цепей позволяют создать надежную и безопасную систему электроснабжения любого объекта.

Силовая электрическая цепь (Силовая цепь)



Силовая электрическая цепь (Силовая цепь)

Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими значениями параметров

(по ГОСТ 18311-80)
Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник

Строительный словарь.

• Сердечник электротехнического изделия (устройства) ндп. Керн
• Силовой кабель ндп. Бронекабель

Смотреть что такое «Силовая электрическая цепь (Силовая цепь)» в других словарях:

• Электрическая цепь — 7. Электрическая цепь Electric circuit (Измененная редакция, Изм. № 2). По ГОСТ 19880* * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52002 2003 (здесь и далее). 8. Силовая электрическая цепь Силовая цепь Электрическая цепь, содержащая… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• силовая электрическая цепь — 3.3.7 силовая электрическая цепь : Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Силовая электрическая цепь — 1. Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими… …   Телекоммуникационный словарь

• ГОСТ 22782.5-78: Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ 22782.5 78: Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний оригинал документа: 8. Аварийный режим Режим электрооборудования,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• силовая цепь — Цепь, передающая энергию от сети к элементам оборудования, используемым для выполнения производственных операций, а также к трансформаторам, питающим цепи управления. [ГОСТ ЕН 1070 2003] силовая цепь Цепь, передающая энергию от сети к элементам… …   Справочник технического переводчика

• Цепь силовая лифта — Цепь силовая электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с другими значениями параметров…… …   Официальная терминология

• ЦЕПЬ СИЛОВАЯ — электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с др. значениями параметров …   Российская энциклопедия по охране труда

• Силовая цепь — – электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими… …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

• электрическая — 3.44 электрическая [электронная, программируемая электронная] система; Е/Е/РЕ система (electrical/electronic/programmable electronic system; E/E/PES): Система, предназначенная для управления, защиты или мониторинга, содержащая одно или несколько… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Силовая внешняя цепь — 15. Силовая внешняя цепь Силовая цепь управления или сигнализации по ГОСТ 18311 80, питание которых производится от трансформаторов общего назначения мощностью не менее 0,5 кВ.А Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Силовая электрическая цепь — это… Что такое Силовая электрическая цепь?



Силовая электрическая цепь

1. Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими значениями параметров

Употребляется в документе:

ГОСТ 18311-80

Изделия электротехнические. Термины и определения основных понятий

Телекоммуникационный словарь. 2013.

• Силовая линия электрического (магнитного) поля
• Силовой кабель

Смотреть что такое «Силовая электрическая цепь» в других словарях:

• силовая электрическая цепь — 3.3.7 силовая электрическая цепь : Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Силовая электрическая цепь (Силовая цепь) — English: Circuit Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую… …   Строительный словарь

• Силовая внешняя цепь — 15. Силовая внешняя цепь Силовая цепь управления или сигнализации по ГОСТ 18311 80, питание которых производится от трансформаторов общего назначения мощностью не менее 0,5 кВ.А Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Электрическая цепь — 7. Электрическая цепь Electric circuit (Измененная редакция, Изм. № 2). По ГОСТ 19880* * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52002 2003 (здесь и далее). 8. Силовая электрическая цепь Силовая цепь Электрическая цепь, содержащая… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 22782.5-78: Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ 22782.5 78: Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний оригинал документа: 8. Аварийный режим Режим электрооборудования,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• силовая цепь — Цепь, передающая энергию от сети к элементам оборудования, используемым для выполнения производственных операций, а также к трансформаторам, питающим цепи управления. [ГОСТ ЕН 1070 2003] силовая цепь Цепь, передающая энергию от сети к элементам… …   Справочник технического переводчика

• Цепь силовая лифта — Цепь силовая электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с другими значениями параметров…… …   Официальная терминология

• ЦЕПЬ СИЛОВАЯ — электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с др. значениями параметров …   Российская энциклопедия по охране труда

• электрическая — 3.44 электрическая [электронная, программируемая электронная] система; Е/Е/РЕ система (electrical/electronic/programmable electronic system; E/E/PES): Система, предназначенная для управления, защиты или мониторинга, содержащая одно или несколько… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Силовая цепь — – электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими… …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

силовая электрическая цепь — это… Что такое силовая электрическая цепь?



силовая электрическая цепь

3.3.7 силовая электрическая цепь : Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими значениями параметров.

[ title=»Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей»] [3]

Силовая электрическая цепь

Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими значениями параметров

Силовая электрическая цепь

Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими значениями параметров

Силовая электрическая цепь

По ГОСТ 18311

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

• силовая цепь
• силовое возбуждение (вибрации)

Смотреть что такое «силовая электрическая цепь» в других словарях:

• Силовая электрическая цепь — 1. Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими… …   Телекоммуникационный словарь

• Силовая электрическая цепь (Силовая цепь) — English: Circuit Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую… …   Строительный словарь

• Силовая внешняя цепь — 15. Силовая внешняя цепь Силовая цепь управления или сигнализации по ГОСТ 18311 80, питание которых производится от трансформаторов общего назначения мощностью не менее 0,5 кВ.А Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Электрическая цепь — 7. Электрическая цепь Electric circuit (Измененная редакция, Изм. № 2). По ГОСТ 19880* * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52002 2003 (здесь и далее). 8. Силовая электрическая цепь Силовая цепь Электрическая цепь, содержащая… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 22782.5-78: Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ 22782.5 78: Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний оригинал документа: 8. Аварийный режим Режим электрооборудования,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• силовая цепь — Цепь, передающая энергию от сети к элементам оборудования, используемым для выполнения производственных операций, а также к трансформаторам, питающим цепи управления. [ГОСТ ЕН 1070 2003] силовая цепь Цепь, передающая энергию от сети к элементам… …   Справочник технического переводчика

• Цепь силовая лифта — Цепь силовая электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с другими значениями параметров…… …   Официальная терминология

• ЦЕПЬ СИЛОВАЯ — электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с др. значениями параметров …   Российская энциклопедия по охране труда

• электрическая — 3.44 электрическая [электронная, программируемая электронная] система; Е/Е/РЕ система (electrical/electronic/programmable electronic system; E/E/PES): Система, предназначенная для управления, защиты или мониторинга, содержащая одно или несколько… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Силовая цепь — – электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими… …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

Цепь электрическая силовая — это… Что такое Цепь электрическая силовая?



Цепь электрическая силовая

«…Силовая цепь: цепь, передающая энергию от сети к элементам оборудования, используемым непосредственно для выполнения производственных операций, а также к трансформаторам, питающим цепи управления…»

Источник:

» ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007. Национальный стандарт Российской Федерации. Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования»

(утв. и введен в действие Приказом Ростехрегулирования от 27.12.2007 N 499-ст)

Официальная терминология. Академик.ру. 2012.

• Цепь управления лифта
• Церемониймейстер

Смотреть что такое «Цепь электрическая силовая» в других словарях:

• силовая цепь — Цепь, передающая энергию от сети к элементам оборудования, используемым для выполнения производственных операций, а также к трансформаторам, питающим цепи управления. [ГОСТ ЕН 1070 2003] силовая цепь Цепь, передающая энергию от сети к элементам… …   Справочник технического переводчика

• электрическая — 3.44 электрическая [электронная, программируемая электронная] система; Е/Е/РЕ система (electrical/electronic/programmable electronic system; E/E/PES): Система, предназначенная для управления, защиты или мониторинга, содержащая одно или несколько… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Электрическая цепь — 7. Электрическая цепь Electric circuit (Измененная редакция, Изм. № 2). По ГОСТ 19880* * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52002 2003 (здесь и далее). 8. Силовая электрическая цепь Силовая цепь Электрическая цепь, содержащая… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• силовая электрическая цепь — 3.3.7 силовая электрическая цепь : Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Цепь силовая лифта — Цепь силовая электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с другими значениями параметров…… …   Официальная терминология

• ЦЕПЬ СИЛОВАЯ — электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в электрическую энергию с др. значениями параметров …   Российская энциклопедия по охране труда

• Силовая цепь — – электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими… …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

• Силовая внешняя цепь — 15. Силовая внешняя цепь Силовая цепь управления или сигнализации по ГОСТ 18311 80, питание которых производится от трансформаторов общего назначения мощностью не менее 0,5 кВ.А Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Силовая электрическая цепь (Силовая цепь) — English: Circuit Электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую… …   Строительный словарь

• Электрическая мощность — Электрическая мощность  физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность …   Википедия

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=I₁=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

Электрическая цепь что такое и из каких элементов состоит

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

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

Электрическая цепь — это… Что такое Электрическая цепь?

Рисунок 1 — Условное обозначение электрической цепи

Электри́ческая цепь  — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение.

Изображение электрической цепи с помощью условных знаков называют электрической схемой (рисунок 1).

Классификация электрических цепей

Неразветвленные и разветвленные электрические цепи

Рисунок 2 — Разветвленная цепь

Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветвленные. На рисунке 1 представлена схема простейшей неразветвленной цепи. Во всех элементах ее течет один и тот же ток. Простейшая разветвленная цепь изображена на рисунке 2. В ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течет одинаковый ток) и заключенный между двумя узлами. В свою очередь узел есть точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка (рисунок 2), 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 линейны. 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 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 называют 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 прменён мощный математический аппарат анализа линейных цепей. Примерами таких нелинейных цепей, анализируемых как линейные относятся практически любые электронные устройства, работающие в линейном режиме и содержащие нелинейные активные и пассивные компоненты (усилители, генераторы и др.).

Законы, действующие в электрических цепях

См. также

Литература

• Электротехника: Учеб. для вузов/А. С. Касаткин, М. В. Немцов.— 7-е изд., стер.— М.: Высш. шк., 2003.— 542 с.: ил. ISBN 5-06-003595-6
• Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. — М.: Гардарики, 2002. — 638 с. — ISBN 5-8297-0026-3

Ссылки

Что такое электроэнергия? Определение, единицы и типы

Определение: Скорость, с которой работа выполняется в электрической цепи, называется электрической мощностью. Другими словами, электрическая мощность определяется как скорость передачи энергии. Электроэнергия вырабатывается генератором, а также может поставляться электрическими батареями. Он дает низкоэнтропийную форму энергии, которая переносится на большие расстояния, а также преобразуется в различные другие формы энергии, такие как движение, тепловая энергия и т. Д.

Электроэнергия делится на два типа: мощность переменного тока и мощность постоянного тока. Классификация электрической мощности зависит от характера тока. Электроэнергия продается в джоулях, которые являются произведением мощности в киловаттах и ​​времени работы оборудования в часах. Полезность электроэнергии измеряется электросчетчиком, который регистрирует общую энергию, потребляемую устройствами с питанием. Электроэнергия определяется уравнением, показанным ниже.

Где В, — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, R — сопротивление, обеспечиваемое устройствами с питанием, T — время в секундах, а P — мощность, измеренная в Вт.

Единица электроэнергии

Единица измерения электрической мощности — Ватт.

If, Таким образом, мощность, потребляемая в электрической цепи, считается равной одному ватту, если через цепь протекает ток в один ампер при приложении к ней разности потенциалов в 1 В. Большей единицей электрической мощности является киловатт (кВт). , обычно используется в энергосистеме

Виды электроэнергии

Электроэнергия в основном подразделяется на два типа.Это мощность постоянного и переменного тока.

1. Питание постоянного тока

Мощность постоянного тока определяется как произведение напряжения и тока. Его производят топливный элемент, аккумулятор и генератор.

Где P — мощность в ваттах.
В — напряжение в вольтах.
I — ток в амперах.

2. Электропитание переменного тока

Электропитание переменного тока в основном подразделяется на три типа. Это кажущаяся мощность, активная мощность и реальная мощность.

1.Полная мощность — Полная мощность — это бесполезная мощность или мощность холостого хода. Он представлен символом S, а их единица измерения в системе СИ — вольт-ампер.

Где S — полная мощность
В _{действующее значение} — действующее значение напряжения = В _{пиковое значение} √2 в вольтах.
I _rms — RMS ток = I _пик √2 в усилителе.

2. Активная мощность — Активная мощность (P) — это активная мощность, которая рассеивается в сопротивлении цепи.

Где, P — реальная мощность в ваттах.
V _rms — RMS напряжение = V _{пиковое} √2 в вольтах.
I _rms — RMS ток = I _пик √2 в усилителе.
Φ — фазовый угол импеданса между напряжением и током.

3. Реактивная мощность — Мощность, развиваемая в реактивном сопротивлении цепи, называется реактивной мощностью (Q). Он измеряется в реактивных вольт-амперах.

Где, Q — реактивная мощность в ваттах.
В _{действующее значение} — Среднеквадратичное значение напряжения = В _{пиковое значение} √2 в вольтах.
I _rms — RMS ток = I _пик √2 в усилителе.
Φ — фазовый угол импеданса между напряжением и током.

Соотношение между полной, активной и реактивной мощностью показано ниже.

Отношение реальной мощности к полной называется коэффициентом мощности, и его значение находится в диапазоне от 0 до 1.

.

Формула электрической мощности

Электрическая мощность — это скорость, с которой энергия передается в или из части электрической цепи. Батарея может отдавать энергию, или такой элемент схемы, как резистор, может выделять энергию в виде тепла. Для любого элемента схемы мощность равна разности напряжений на элементе, умноженной на ток. По закону Ома V = IR, поэтому существуют дополнительные формы формулы электрической мощности для резисторов. Мощность измеряется в ваттах (Вт), где ватт равен джоулю в секунду (1 Вт = 1 Дж / с).

Общая форма:

электрическая мощность = разница напряжений x ток

P = VI

Резисторы:

P = электрическая мощность (Вт)

В = разница напряжений (В = Дж / К)

I = электрический ток (A = C / s)

R = сопротивление (Ом = В / А)

Формула электроэнергии Вопросы:

1) Если аккумулятор сотового телефона работает при напряжении 12,0 В, и он должен выдавать ток 0.9 А во время воспроизведения музыки какая мощность требуется?

Ответ: Требуемая мощность аккумулятора может быть найдена по формуле электрической мощности:

P = VI

P = (12,0 В) (0,9 А)

P = (12,0 Дж / C) (0,9 C / с)

P = 10,8 Дж / с

P = 10,8 Вт

Потребляемая мощность аккумулятора телефона составляет 10,8 Вт.

2) Резистор с разностью потенциалов 24,0 В излучает тепло. Тепловая энергия вырабатывается в размере 16.0 Вт. Какое значение сопротивления?

Ответ: Значение сопротивления можно найти, переставив одну из форм формулы электрической мощности. Применимая форма относится к мощности, напряжению и сопротивлению:

R = 36,0 В / А

R = 36,0 Ом

Значение сопротивления 36,0 Ом.

.

Electric Power System — Производство, передача и распределение электроэнергии

Типовая схема систем электроснабжения (производство, передача и распределение электроэнергии) и элементы системы распределения

Что такое электроэнергетическая система?

Электроэнергетическая система или электрическая сеть известна как большая сеть электростанций, которые подключены к потребителям нагрузки .

As, хорошо известно, что « Энергия не может быть создана или уничтожена , но может быть преобразована только из одной формы энергии в другую форму энергии».Электрическая энергия — это форма энергии, при которой мы передаем эту энергию в виде потока электронов. Итак, электрическая энергия получается путем преобразования различных других форм энергии. Исторически сложилось так, что мы делали это с помощью химической энергии, используя элементы или батареи.

Однако, когда произошло изобретение генератора, технология превратилась в способ сначала преобразовать некоторую форму энергии в механическую форму энергии, а затем преобразовать ее в электрическую форму энергии с помощью генератора. Генераторы вырабатывают два типа мощности переменного и постоянного тока.Тем не менее, 99% существующих энергосистем используют генераторы переменного тока.

Электрическая энергия значительно выросла за два столетия благодаря гибкости, которую она обеспечивает для ее использования. Разнообразие использования привело к монотонному росту спроса. Однако по мере увеличения нагрузки или спроса практически одно требование остается неизменным. То есть мы должны сгенерировать количество, требуемое нагрузкой, в этот самый момент, потому что это большое количество не может быть сохранено для обеспечения такого высокого объема спроса.

Следовательно, выработка электроэнергии происходит одновременно с тем, как мы ее используем. К тому же наш спрос всегда меняется. Следовательно, с ней меняется и поколение. Помимо меняющегося спроса, различается и тип потребляемого нами тока. Эти вариации ставят множество ограничений и условий. Это причина сложных и больших диспетчерских по всей энергосистеме.

Сеть из линий между генерирующей станцией (электростанцией) и потребителем электроэнергии можно разделить на две части.

• Система передачи
• Система распределения

Мы можем исследовать эти системы в других категориях, таких как первичная передача и вторичная передача , а также первичная распределительная и вторичная Распределение . Это показано на рисунке 1 ниже (однолинейная или однолинейная схема типовой схемы энергосистемы переменного тока).

Необязательно, чтобы все ступени, указанные на рис. 1, должны быть включены в другие схемы питания.Может быть разница. Например, во многих схемах нет вторичной передачи, в других (малых) схемах энергосистемы нет передачи энергии, а есть только распределение.

Основная цель электроэнергетической системы — получить электроэнергию и сделать ее безопасной для точки нагрузки, где она используется в пригодной для использования форме. Это осуществляется в пять этапов, а именно:

1. Генерирующая станция
2. Первичная передача
3. Вторичная передача
4. Первичная распределительная
5. Вторичная распределительная

Следующие части типовой схемы электроснабжения показаны на рисунке 1.

Рис. 2: Типовая схема системы электроснабжения переменного тока (производство, передача и распределение)

После этих пяти уровней энергия должна быть доступна в указанной форме с точки зрения величин напряжения, частоты и согласованности. Генерация означает преобразование формы энергии в электрическую. Передача подразумевает транспортировку этой энергии на очень большие расстояния с очень большой величиной напряжения. Кроме того, распределение удовлетворяет потребности потребителей на сертифицированном уровне напряжения, и это осуществляется по фидерам.Питатели — это небольшие-маленькие куски груза, физически распределенные в разных местах.

Похожие сообщения:

Давайте объясним все вышеперечисленные уровни один за другим.

Генерирующая или генерирующая станция

Место, где электроэнергии, производимой параллельно соединенными трехфазными генераторами / генераторами, называется генерирующей станцией (т. Е. Электростанцией).

Обычная мощность электростанции и генерирующее напряжение могут составлять 11 кВ , 11.5 кВ 12 кВ или 13 кВ . Но с экономической точки зрения целесообразно увеличить производимое напряжение с (11 кВ, 11,5 кВ или 12 кВ) до 132 кВ, , 220 кВ, или , 500 кВ, или более (в некоторых странах, до , 1500 кВ, ), постепенно увеличивая трансформатор (силовой трансформатор).

Генерация — это часть энергосистемы, в которой мы преобразуем некоторую форму энергии в электрическую. Это источник энергии в энергосистеме. Он работает все время.Он вырабатывает электроэнергию при разных уровнях напряжения и мощности в зависимости от типа станции и используемых генераторов. Максимальное количество генераторов вырабатывает мощность при уровне напряжения около 11кВ-20кВ . Повышенный уровень напряжения приводит к увеличению требуемого размера генератора и, следовательно, к стоимости.

В настоящее время мы используем следующие генерирующие станции в основном по всему миру: —

1. Тепловая электростанция
2. Электростанция Hydel (гидроэлектростанция)
3. Атомная электростанция
4. Дизельная электростанция
5. Газовая электростанция
6. Солнечная энергия электростанция
7. Приливная электростанция
8. Ветряная электростанция.И т. Д.

С помощью этих электростанций мы вырабатываем электроэнергию на разных уровнях напряжения и в разных местах в зависимости от типа станции. Они используются для разных целей, а именно.

• Установка базовой нагрузки : — Когда установка используется для обработки потребности базовой нагрузки в системе
• Установка пиковой нагрузки : — Когда установка предназначена для обработки потребности в пиковой нагрузке в системе

Соответственно, установка приспособлена выдерживать нагрузку.Эта категоризация важна для качества электроэнергии. Также важно, что мощность должна генерироваться в тот же момент, когда нагрузка принимает мощность. Итак, поскольку мы знаем тип нагрузки и примерный объем нагрузки на станции, выбирается другой тип генерирующей станции.

Например; Тепловая установка, установка Hydel, атомная установка, солнечная установка, ветряная установка и приливная установка выбраны для обработки базовой нагрузки на систему, тогда как газовые установки, дизельные установки используются для обработки пиковой нагрузки.Это в основном определяется характером времени, которое им требуется в процессе запуска подачи энергии. Установки с базовой нагрузкой требуют больше времени для выдачи мощности, тогда как установки с пиковой нагрузкой должны запускаться очень быстро, чтобы удовлетворить спрос.

Связанное сообщение: Почему кабели и линии передачи электроэнергии не закреплены на электрических столбах и опорах передачи?

Первичная передача

Электроснабжение (в 132 кВ , 220 кВ , 500 кВ или больше) передается в центр нагрузки по трехфазному трехпроводному соединению ( 3 фазы — 3 провода , также известное как Соединение треугольником ) воздушная система передачи.

Поскольку уровень генерируемого напряжения составляет около ( 11-20 ) кВ , а спрос находится на различных уровнях напряжения и в очень удаленных от электростанции местах. Например, генерирующая станция может генерировать напряжение 11 кВ, но центр нагрузки находится на расстоянии 1000 км друг от друга и на уровне 440 В .

Следовательно, для доставки электроэнергии на такое большое расстояние необходимо устройство, которое сделает это возможным.Следовательно, система передачи необходима для доставки электроэнергии. Это стало возможным благодаря использованию линий передачи разной длины. Практически во всех случаях это воздушные линии электропередачи. Некоторые исключения случаются, когда необходимо пересечь океан. Тогда есть необходимость использовать подземные кабели.

Но по мере роста системы и увеличения требований к нагрузке задача в этом процессе становилась очень сложной. При низком уровне напряжения величина тока, протекающего по линии при высокой нагрузке, больше, и, следовательно, падение напряжения из-за сопротивления и реактивного сопротивления линии передачи очень велико.Это приводит к большим потерям в линиях передачи и снижению напряжения на стороне нагрузки.

Это влияет на стоимость системы и работу оборудования, используемого потребителями. Таким образом, трансформатор используется для повышения уровня напряжения на определенные значения в диапазоне от 220кВ до 765кВ . Это уменьшает текущее значение для той же нагрузки, которая будет иметь более высокие значения тока при определенной нагрузке. Текущее значение может быть вычислено по формуле: —

Где = среднеквадратичное значение линейного напряжения

= действующее значение линейного тока

* обозначает сопряжение вектора.

Повышенный спрос и ограничение местоположения генерирующей станции сделали возможным потребность в очень сложной системе, называемой «Grid». Эта система объединяет несколько генерирующих станций, генерирующих напряжение на разных уровнях, которые соединяются вместе как объединенная система.

Это делает систему доступной для различных центров нагрузки, и это обеспечивает отличную систему с более высокой надежностью. В настоящее время эта система выросла до размеров страны. Еще одна система используется сейчас — это использование HVDC.HVDC используется для больших расстояний и иногда используется для соединения двух сетей с разными уровнями напряжения или частоты. HVDC также обеспечивает более низкие потери на коронный разряд, меньшие помехи связи, устранение индуктивного эффекта и устранение рабочей частоты.

Линии передачи различаются по размерам. Этот размер определяет его характеристики и поведение в системе. Например, в длинных линиях передачи напряжение на стороне потребителя становится выше, чем его номинальное значение в условиях небольшой нагрузки из-за преобладающей емкостной природы линий передачи.

Вторичная передача

Удаленная от города (окраина) территория, соединенная линиями с приемными станциями, называется вторичной передачей . На приемной станции уровень напряжения понижается понижающими трансформаторами до 132 кВ, 66 или 33 кВ , и электроэнергия передается по трехфазной трехпроводной ( 3 фазы — 3 провода ) воздушной сети в разные подстанции .

Первичное распределение

На подстанции уровень напряжения вторичной передачи ( 132 кВ, 66 или 33 кВ ) снижен до 11 кВ при понижении преобразуется в .

Как правило, электроснабжение обеспечивается тем потребителям с большой нагрузкой (коммерческое электроснабжение промышленных предприятий), где потребность составляет 11 кВ, от линий, на которые подается напряжение 11 кВ (в трехфазной трехпроводной воздушной системе), и они создают отдельную подстанцию ​​для контролировать и использовать тяжелую энергию в промышленности и на фабриках.

В остальных случаях для потребителей с большей нагрузкой (в крупных масштабах) потребность составляет до 132 кВ или 33 кВ. Таким образом, электроснабжение обеспечивало их напрямую вторичной передачей или первичным распределением (в 132 кВ, 66 кВ или 33 кВ), а затем понижало уровень напряжения с помощью понижающих трансформаторов на их собственной подстанции для использования (т.е. для электрической тяги и т. д.).

Когда линии электропередачи приближаются к центрам спроса, уровень напряжения снижается, чтобы сделать его практичным для распределения в разных местах нагрузки. Таким образом, мощность берется из сети и снижается до 30-33кВ , в зависимости от мест, куда она подается. Затем он передается на подстанции. Например, напряжение системы на уровне подстанции в Индии составляет 33 кВ .

Связанные сообщения:

На подстанциях предусмотрено множество механизмов управления, чтобы сделать подачу электроэнергии управляемым и непрерывным процессом без особых помех.Эти подстанции подают питание на более мелкие блоки, называемые « Feeders ». Это выполняется с помощью « воздушных линий » или « подземных кабелей ». Эти фидеры находятся в городах или деревнях, или это может быть какая-то группа предприятий, которая берет энергию от подстанции и преобразует ее уровень напряжения в соответствии с ее собственным использованием.

Для домашнего использования , напряжение дополнительно снижается до 110–230 В ( фаза на землю ) для использования людьми с другим коэффициентом мощности.Совокупный объем спроса — это нагрузка на всю систему, которая должна быть сгенерирована в этот момент.

В зависимости от схемы распределительной сети она подразделяется на радиальную или кольцевую. Это придает системе разную степень надежности и стабильности. Все эти системы защищены с помощью различных схем защиты, включающих автоматические выключатели, реле, ограничители молнии, заземляющие провода и т. Д.

Многие измерительные и чувствительные элементы также связаны, например, «Трансформатор тока» и « Трансформатор потенциала », а также измерения в места от подстанций до фидеров до мест потребителей.

Вторичное распределение

Электроэнергия передается (от первичной распределительной линии, например, 11 кВ) на распределительную подстанцию, известную как вторичное распределение . Данная подстанция расположена вблизи бытовых и потребительских территорий, где уровень напряжения понижен до 440В понижающими трансформаторами .

Эти трансформаторы называются Распределительные трансформаторы , трехфазная четырехпроводная система (3 фазы — 4 провода, также известные как Звезда ).Таким образом, между любыми двумя фазами и 230 В (однофазное питание ) между нейтралью и фазным (под напряжением) проводами находится 400 Вольт (трехфазная система питания) .

Жилая нагрузка (например, вентиляторы, освещение, телевизор и т. Д.) Может быть подключена между одной фазой и нулевым проводом, а трехфазная нагрузка может быть подключена непосредственно к трехфазным линиям.

Короче говоря, вторичное распределение электроэнергии можно разделить на три части, такие как фидеры, распределители и линии обслуживания (подробности ниже).

Связанная запись:

Комбинированный процесс энергосистемы

Вся структура энергосистемы состоит из источника (генерирующая станция), передачи (передача и распределение) и нагрузки (потребителя). Задачи: —

• Номинальное напряжение и частота до центров нагрузки.
• Надежность системы, обеспечивающая непрерывную подачу электроэнергии.
• Гибкость системы, обеспечивающая доступность питания при разных уровнях напряжения
• Более быстрое устранение неисправностей, чтобы система работала хорошо в течение более длительного времени и увеличивалась срок ее службы
• Стоимость электроэнергии должна быть как можно ниже
• Потери в системе должно быть как можно ниже.

Рис. 3. Комбинированный процесс в энергосистеме

Все эти цели достигаются за счет использования различных комплектов генерирующих станций, систем передачи, систем распределения и повышенного качества оборудования безопасности.

В любой момент наша нагрузка меняется в разной степени. Следовательно, чтобы следовать за спросом, поколение должно измениться и догнать спрос. Для этого существует множество регулирующих механизмов, таких как регулирующий клапан на тепловых станциях, регулирующие стержни на атомных станциях, которые изменяют количество вырабатываемой энергии. И для этой цели существует набор механизмов, обеспечивающих передачу спроса на генерирующую станцию. Это PLC, SCADA, волоконно-оптическая связь, GSM-связь и т. Д.

Кроме того, в энергосистеме используются некоторые методы оценки состояния для прогнозирования потребности в нагрузке в различные моменты времени. Это помогает определить количество энергии, которое необходимо произвести в нужное время. Теперь, с появлением новых технологий, очень многообещающим является использование «мягких вычислений» для управления работой энергосистемы. Кроме того, он сопровождается различным программным обеспечением и численными методами. Таким образом, можно констатировать, что этапы работы энергосистемы следующие: —

• Изменение потребности в нагрузке
• Связь между подстанцией и генерирующей станцией
• Операции управления на генерирующих станциях
• Непрерывная оценка изменений на подстанции востребован

Современная энергосистема работает и буквально обрабатывает такое большое количество электроэнергии с помощью этих четырех основных шагов.Чем лучше регулируется поданная мощность, тем выше будет качество электроэнергии, потому что качество энергии — это просто поддержание номинального значения напряжения и частоты в каждом месте. Эта цель достигается только тогда, когда вся система работает в постоянной координации и эффективности.

Поскольку наша нагрузка меняется от состояния с небольшой нагрузкой до состояния с высокой нагрузкой, подстанция связывается с генерирующей станцией, чтобы увеличить выработку электроэнергии, и она постоянно проверяет требования, чтобы обеспечить непрерывную подачу электроэнергии.

Обмен данными осуществляется в соответствии с величиной нагрузки и стоимостью, связанной с процессом. Более того, это увеличение спроса затем подтверждается генерирующей станцией путем изменения мощности, потребляемой генератором. Кроме того, от генерирующей станции до центров нагрузки существуют различные уровни (а именно, передача и распределение).

Таким образом, для обеспечения качества и надежности электроэнергии используется множество устройств для эффективного выполнения различных механизмов управления, которые включают системы управления неисправностями, системы повышения коэффициента мощности, системы измерения и т. Д.

Все эти операции выполняются непрерывно в любой энергосистеме по всему миру, чтобы обеспечить возможность и эффективность подачи энергии. С увеличением спроса произошло увеличение изобретений различных устройств.

Кроме того, доходы, полученные от распределения электроэнергии, сделали возможным дальнейшее изобретение и использование новых технологий. Это позволяет нам использовать энергию в такой простой форме, тогда как на самом деле многие сложные операции выполняются постоянно.

ниже представляет собой полную типичную схему системы электроснабжения переменного тока, другими словами, вся история, приведенная выше на рис. 4.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Рис. 4: Типовая схема системы электроснабжения (генерация, передача и Распределение электроэнергии)

Элементы системы распределения

Вторичное распределение можно разделить на три части, как показано ниже.

1. Питатели
2. Дистрибьюторы
3. Линии обслуживания или сети обслуживания

Связанная должность: Проектирование системы заземления в сети подстанции

Рис. 5: Элементы распределительной системы

Фидеры

Линии электропередачи , которые соединяют генерирующую станцию ​​(электростанцию) или подстанцию ​​с распределителями, называются фидерами .Помните, что ток в фидерах (в каждой точке) постоянный, а уровень напряжения может быть разным. Ток, протекающий в фидерах, зависит от размера проводника. Рис. 5.

Распределители

Те ленты, которые извлекаются для подачи электроэнергии потребителям или линиям, от которых потребители получают прямое электроснабжение, известны как распределители, как показано на рис. 5. Ток различается в каждой секции. У распределителей при этом напряжение может быть таким же.Выбор распределителей зависит от падения напряжения и может быть рассчитан на различный уровень падения напряжения. Это потому, что потребители должны получать номинальное напряжение в соответствии с правилами и конструкцией.

Полезно знать: основное различие между фидером и распределителем заключается в том, что ток в фидере такой же (в каждой секции), с другой стороны, Напряжение одинаково в каждой секции распределителя

Соответствующий пост : Техническое обслуживание трансформатора — силовые трансформаторы Техническое обслуживание, диагностика и мониторинг

Сервисные линии или сервисная сеть

Обычный кабель, который подключается между распределителями и терминалом нагрузки потребителя, называемый сервисной линией или сервисной сетью. другими словами, кабель, который был подключен к линиям электропередачи 11 кВ (взят от понижающего трансформатора) для получения трехфазного или однофазного источника питания. Фаза или питание нейтрали составляет 230 В переменного тока (110 в США ) и 440 В переменного тока (208 в США ) в трехфазной системе (между фазами).

Статьи по теме:

.

Электрическая схема — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Электрическая схема — это путь, по которому текут электроны от источника напряжения или тока.

Точка, где эти электроны входят в электрическую цепь, называется «источником» электронов. Точка, в которой электроны покидают электрическую цепь, называется «возвратной» или «землей». Точка выхода называется «возвращением», потому что электроны всегда попадают в источник, когда они завершают свой путь в электрической цепи.

Часть электрической цепи, которая находится между начальной точкой электронов и точкой, где они возвращаются к источнику, называется «нагрузкой» электрической цепи. Нагрузка электрической цепи может быть такой же простой, как нагрузка на бытовые приборы, такие как холодильники, телевизоры или лампы, или более сложной, например, нагрузка на выходе гидроэлектростанции.

В цепях используется два вида электроэнергии: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).Переменный ток часто питает большие приборы и двигатели и вырабатывается электростанциями. Постоянный ток питает автомобили, работающие от батарей, а также другие машины и электронику. Преобразователи могут преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот. Для передачи постоянного тока высокого напряжения используются большие преобразователи.

Электронная схема Редактировать

Экспериментальная электронная схема

В электронных схемах обычно используются источники постоянного тока. Нагрузка электронной схемы может быть такой же простой, как несколько резисторов, конденсаторов и лампы, соединенных вместе, чтобы создать вспышку в камере.Или электронная схема может быть сложной, соединяя тысячи резисторов, конденсаторов и транзисторов. Это может быть интегральная схема, такая как микропроцессор в компьютере.

Резисторы и другие элементы схемы можно подключать последовательно или параллельно. Сопротивление в последовательной цепи — это сумма сопротивлений.

Электрическая схема и электрическая схемаРедактировать

Схема или электрическая схема — это визуальное отображение электрической цепи. Электрические и электронные схемы могут быть сложными.Создание чертежа соединений всех компонентов в нагрузке схемы упрощает понимание того, как компоненты схемы связаны. Чертежи электронных схем называются «принципиальными схемами». Чертежи электрических схем называют «электрическими схемами». Как и другие диаграммы, эти диаграммы обычно рисуются чертежниками, а затем распечатываются. Диаграммы также могут быть созданы в цифровом виде с использованием специализированного программного обеспечения.

Схема — это схема электрической цепи. Схемы — это графические изображения основных соединений в цепи, но они не являются реалистичным изображением цепи.На схемах используются символы для обозначения компонентов в цепи. Условные обозначения используются в схеме, чтобы обозначить путь электричества. Мы используем обычное соглашение: от положительной клеммы к отрицательной. Реалистичный путь перетока электричества — от отрицательной клеммы к положительной.

На принципиальных схемах используются специальные символы. Символы на чертежах показывают, как соединяются между собой такие компоненты, как резисторы, конденсаторы, изоляторы, двигатели, розетки, фонари, переключатели и другие электрические и электронные компоненты.Диаграммы очень помогают, когда рабочие пытаются выяснить, почему схема не работает правильно.

Автоматические выключателиEdit

Ток, протекающий в электрической или электронной цепи, может внезапно возрасти при выходе из строя компонента. Это может вызвать серьезные повреждения других компонентов цепи или создать опасность возгорания. Для защиты от этого в цепь можно подключить плавкий предохранитель или устройство, называемое «автоматический выключатель». Автоматический выключатель размыкает или «разрывает» цепь, когда ток в этой цепи становится слишком большим, или предохранитель «перегорает».Это дает защиту.

Устройства прерывания замыкания на землю (G.F.I.) Редактировать

Стандартный вывод для электрических и электронных цепей — заземление. Когда электрическое или электронное устройство выходит из строя, оно может размыкать обратную цепь на землю. Пользователь устройства может стать частью его электрической цепи, обеспечив обратный путь для электронов через тело пользователя вместо заземления цепи. Когда наше тело становится частью электрической цепи, пользователь может быть серьезно шокирован или даже убит электрическим током.

Для предотвращения опасности поражения электрическим током и возможности поражения электрическим током устройства прерывания замыкания на землю обнаруживают обрыв цепи на землю в подключенных электрических или электронных устройствах. При обнаружении обрыва цепи на землю G.F.I. устройство немедленно открывает источник напряжения для устройства. G.F.I. устройства похожи на автоматические выключатели, но предназначены для защиты людей, а не компонентов цепей.

Короткие замыканияEdit

Короткие замыкания — это цепи, которые возвращаются к источнику питания неиспользованными или с той же мощностью, что и на выходе.Обычно они перегорают, но иногда этого не происходит. Выполнение этого с аккумулятором может вызвать электрический пожар.

Другие сайтыРедактировать

.