Электрические цепи это: определение, элементы, схемы. Топология и методы расчета

определение, элементы, схемы. Топология и методы расчета

Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!

Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм.

Электрические цепи

Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь.  Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

Электрическая цепь – это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.

Электрическая цепь

Кстати, о том, что такое трансформатор, читайте в отдельном материале нашего блога.

По какому фундаментальному признаку можно разделить все цепи электрического тока? По тому же, что и ток! Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В цепи постоянного тока он не меняет своего направления, полярность источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине.

Сейчас переменный ток используется повсеместно. О том, что для этого сделал Никола Тесла, читайте в нашей статье.

Элементы электрических цепей

Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.

Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.

Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.

Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.

 

Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.

Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него. Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент линейный. Цепь, состоящая из линейных элементов – линейная электрическая цепь. Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.

Какие есть способы соединения элементов электрической цепи? Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.

 

При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:

  • Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
  • Узел – соединение ветвей цепи;
  • Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.

Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

 

Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

  • Силовые электрические цепи;
  • Электрические цепи управления;
  • Электрические цепи измерения;

Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.

Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.

Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.

Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

 

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов

Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ, совокупности соединенных определенным образом элементов и устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. Теория цепей – раздел теоретической электротехники, в котором рассматриваются математические методы вычисления электрических величин. Многие из этих электрических величин определяются параметрами компонентов, составляющих цепи, – сопротивлениями резисторов, емкостями конденсаторов, индуктивностями катушек индуктивности, токами и напряжениями источников электрической энергии. Электрические цепи подразделяются на цепи постоянного тока и цепи переменного тока.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Ток.

Сила электрического тока в проводе определяется как электрический заряд, проходящий через поперечное сечение провода за единицу времени. Заряд измеряется в кулонах; один кулон в секунду равен одному амперу.

Направлением тока далее будем считать направление, в котором двигались бы положительные заряды. На самом деле ток в большинстве случаев создается движением электронов, которые, будучи заряжены отрицательно, движутся в направлении, противоположном принятому за направление тока. Ток неизменяющейся силы обозначается через I, а мгновенное значение изменяющегося тока – через

i.

Потенциал.

Если для перемещения заряда между двумя точками необходимо затратить энергию или если при перемещении заряда между двумя точками заряд приобретает энергию, то говорят, что в этих точках имеется разность потенциалов. Энергия необходима для перемещения заряда от более низкого потенциала к более высокому. На схемах рядом с точкой более высокого потенциала ставится знак +, а рядом с точкой более низкого – знак -.

Батарея или генератор электрического тока – это устройство, которое сообщает энергию зарядам. Источник тока перемещает положительные заряды от меньшего потенциала к большему за счет химической энергии. Неизменяющаяся разность потенциалов обозначается через V, а мгновенное значение изменяющейся разности потенциалов – через e.

Разность потенциалов на зажимах батареи или генератора называется электродвижущей силой (ЭДС) и обозначается через Eg

, если она не изменяется, и через eg, если она переменна. Разность потенциалов в двух точках a и b обозначается через Vab. Разность потенциалов и ЭДС измеряются в вольтах.

ТЕОРИЯ ЦЕПЕЙ

Цепь может представлять собой любую комбинацию батарей и генераторов, а также резистивных и реактивных элементов. Батареи и генераторы в теории цепей рассматриваются либо как источники напряжения (ЭДС) с определенным внутренним сопротивлением, либо как источники тока с определенной внутренней проводимостью. Цепь, не содержащая источников тока и напряжения, называется пассивной, а цепь с источниками тока или напряжения – активной. Целью анализа цепи является определение полного сопротивления (импеданса) между любыми двумя точками цепи и нахождение математического выражения для тока через любой элемент цепи или для напряжения на любом элементе цепи при любых заданных ЭДС источников напряжения и любых токах источников тока. Всякий замкнутый путь тока в цепи называется контуром. Узлом цепи называется всякая ее точка, в которой соединяются три или большее число ветвей цепи.

На рис. 1 представлена цепь с двумя контурами. Стрелками I1, I2 и I3 показано предполагаемое направление токов в импедансах этих контуров. От токов не требуется, чтобы они были в фазе; но в простейшем случае, когда импедансы – сопротивления, решение уравнений относительно любого тока I будет отрицательным, если принято неправильное направление тока. Поэтому предполагаемое направление токов может быть любым. Принятые положительные и отрицательные потенциалы, соответствующие ЭДС источников напряжения, указаны знаками + и -. Следует иметь в виду, что напряжение на импедансе понижается в направлении тока и повышается в противоположном направлении. Это тоже указано знаками + и -.

Законы Кирхгофа.

Зависимости между токами и напряжениями в электрической цепи устанавливаются на основании двух законов, сформулированных Г.Кирхгофом (1847): 1) алгебраическая сумма ЭДС источников напряжения и напряжений на элементах контура равна нулю и 2) алгебраическая сумма токов в каждом узле равна нулю.

В первом законе Кирхгофа находит выражение то очевидное обстоятельство, что при полном обходе контура мы возвращаемся в исходную точку с тем же самым потенциалом. Второй закон Кирхгофа есть констатация того, что в узловой точке ток не может ни исчезать, ни возникать. Ток к узлу считается положительным, а ток от узла – отрицательным.

Применив закон Кирхгофа для напряжений к двум контурам цепи, представленной на рис. 1 (и воспользовавшись законом Ома – выражением VZ = IZ для напряжения на импедансе Z, создаваемого током I), мы получим для контура 1 уравнение

а для контура 2 – уравнение

Применив закон Кирхгофа для токов к любому из узлов, получаем

Если ЭДС (Eg)1 и (Eg)2, а также импедансы известны, то из уравнений (1)–(3) можно вычислить все три тока.

Контурные токи.

В случае цепей с большим числом контуров метод контурных токов позволяет не записывать уравнения для токов, следующие из второго закона Кирхгофа. Для этого в той же цепи, что и раньше, представленной на рис. 2, принимают один ток для каждого контура. Как и прежде, направление токов выбирается произвольно. Закон Кирхгофа для напряжений дает для контура 1

а для контура 2

В напряжение на импедансе Z3, рассматриваемом как элемент одного контура, входит напряжение, обусловленное током другого контура: в уравнении (4) имеется слагаемое (–Z3I2), а в уравнении (5) – слагаемое (–Z3I1). Уравнения (4) и (5) можно было бы получить из уравнений (1)–(3), подставив в первые два ток I2 из третьего, но метод контурных токов приводит к тому же результату всего за два шага.

Принцип суперпозиции.

Предположим, что в активной цепи в разных ее точках имеется несколько источников напряжения или тока. Согласно принципу суперпозиции, ток, создаваемый любым источником в любом элементе цепи, не зависит от других источников. Следовательно, полный ток в любом элементе равен сумме токов, создаваемых всеми источниками по отдельности. При вычислении тока, создаваемого каждым из источников напряжения или тока, другие источники напряжения заменяются их внутренними импедансами, а другие источники тока – их внутренними проводимостями.

Теорема Тевенена.

Эта теорема, называемая также теоремой об эквивалентном источнике, утверждает, что любую активную цепь с двумя полюсами (зажимами) в установившемся режиме можно заменить источником напряжения с некоторым внутренним импедансом. ЭДС эквивалентного источника напряжения равна напряжению на полюсах ненагруженного заменяемого двухполюсника, а внутренний импеданс источника равен импедансу этого двухполюсника при ЭДС источников напряжения в нем, равных нулю.

Рассмотрим, например, цепь, представленную на рис. 3. Эта активная цепь заменяется источником напряжения, ЭДС Egў и внутренний импеданс Zgў которого таковы:

ЭДС Egў есть напряжение на разомкнутых полюсах a и b, равное напряжению на Z1. Внутренний импеданс Zgў равен импедансу между точками a и b исходного двухполюсника, т.е. импедансу последовательного соединения Z2 с параллельно соединенными Z1 и Zg. Для любого элемента, присоединенного к полюсам a и b обоих двухполюсников, токи и напряжения будут одинаковы.

Теорема Нортона.

Эта теорема, аналогичная теореме Тевенена, утверждает, что любой активный двухполюсник можно заменить эквивалентным источником тока с некоторой внутренней проводимостью. Ток эквивалентного источника равен току короткого замыкания между полюсами a и b исходного двухполюсника. Внутренняя проводимость эквивалентного источника тока определяется тем же, что и в теореме Тевенена, импедансом между полюсами двухполюсника, присоединенным параллельно источнику. На рис. 4

а импеданс Zgў дается выражением (7). Если полюса a и b исходного двухполюсника замкнуть накоротко, то источник напряжения с ЭДС Eg будет нагружен импедансом Zg и параллельным соединением импедансов Z1 и Z2, откуда и следует выражение (8).

Преобразование Т-П.

Часто требуется заменить Т-образный четырехполюсник П-образным или наоборот. Чтобы два таких четырехполюсника (рис. 5) были эквивалентны, должны быть одинаковы токи и напряжения между их полюсами при прочих равных условиях за пределами полюсов. Параметры цепи для преобразования Т ® П таковы:

Формулы для преобразования ПТ имеют вид

Переходные процессы.

Переходным называется процесс изменения электрических величин в цепи при ее переходе из одного установившегося режима в другой. При анализе переходных процессов ток, напряжение или заряд в некоторой точке цепи обычно представляют в виде функции времени.

Рассмотрим цепь с источником напряжения (батареей с ЭДС Eg), представленную на рис. 6. После замыкания ключа сумма мгновенных значений напряжения на резисторе и конденсаторе должна быть равна Eg:

или, иначе,

Поскольку i = dq/dt, уравнение (10) можно переписать в виде дифференциального уравнения

решение которого таково:

Соответствующий ток равен:

где e – основание натуральных логарифмов.

На рис. 7 представлены графики изменения заряда конденсатора q и тока i во времени. В начальный момент (t = 0), когда ключ только замкнут, заряд конденсатора равен нулю, а ток равен Eg /R, как если бы конденсатора в цепи не было. Затем заряд конденсатора нарастает по экспоненте. Обусловленное зарядом напряжение на конденсаторе направлено навстречу ЭДС источника, и ток по экспоненте убывает до нуля. В момент замыкания ключа конденсатор эквивалентен короткому замыканию, а по истечении достаточно длительного времени (при t = Ґ) – разрыву цепи.

Постоянная времени RC-цепи определяется как время, за которое заряд достигает значения, на 1/e (36,8%) отличающегося от конечного значения. Она дается выражением

Аналогичные рассуждения можно провести для RL-цепи, представленной на рис. 8. Сумма мгновенных напряжений eR и eL должна быть равна Eg. Это условие записывается в виде дифференциального уравнения

решение которого таково:

На рис. 9 решение (11) представлено в графической форме. Сразу же после замыкания ключа (при t = 0) ток начинает быстро увеличиваться, наводя большое напряжение на катушке индуктивности. Наведенное напряжение противодействует изменению тока. По мере того как нарастание тока замедляется, наведенное напряжение уменьшается. При t = Ґ ток не меняется, и наведенное напряжение равно нулю. Таким образом, в конце концов ток принимает значение, которое он имел бы, если бы в цепи не было катушки индуктивности. (При t = 0 катушка индуктивности эквивалентна разрыву цепи, а по истечении достаточно длительного времени – короткому замыканию.)

Постоянная времени RL-цепи определяется как время, за которое ток достигает значения, на 1/e отличающегося от конечного значения. Она дается выражением

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

Мост Уитстона.

Мост Уитстона – это схема электрической цепи для точного измерения сопротивлений на постоянном токе. Соответствующая принципиальная схема представлена на рис. 10, где измеряемое сопротивление обозначено через Rx. Остальные сопротивления известны, и их можно изменять. Если известные сопротивления подобрать так, чтобы высокочувствительный амперметр A показывал отсутствие тока, это означало бы, что потенциал точек b и c одинаков. В таком случае, обозначив ток через резисторы R1 и R3 символом I1, а ток через R2 и Rx – символом I2, можно записать

Поделив равенство (13) на (12) и решив полученное уравнение относительно Rx, находим

Схемой моста Уитстона можно пользоваться и для измерения полных сопротивлений (импедансов) на переменном токе. Для этого нужно вместо батареи взять источник напряжения переменного тока, а амперметр A заменить детектором переменного тока. Анализ схемы проводится аналогично, но в комплексных обозначениях.

Интегрирующая и дифференцирующая цепи.

Дифференцирующей будет при некоторых приближенно выполняющихся условиях цепь рис. 6, если в ней источником напряжения является генератор напряжения e(t), зависящего от времени. Тогда уравнение (10) будет иметь вид

При малых R и C слагаемым iR можно пренебречь по сравнению с q/C:

что дает

Это эквивалентно требованию, чтобы постоянная времени RC была мала по сравнению с периодом напряжения e(t). Если такое условие выполняется, то напряжение на резисторе дается выражением

т.е. величина eR пропорциональна производной входного напряжения.

Если постоянная времени велика, а напряжение снимается с конденсатора, то эта цепь будет интегрирующей. В таком случае в уравнении (14) можно пренебречь величиной q/C по сравнению с iR, так что

или

.

Поскольку C = dq/dt, а q = 8 idt, напряжение на конденсаторе можно записать в виде

т.е. напряжение eC пропорционально интегралу входного напряжения.

Фильтры.

Фильтры – это электрические цепи, пропускающие лишь определенные частоты и задерживающие все остальные. Идеальный фильтр верхних частот имеет полосу пропускания выше заданной «частоты среза» и полосу задерживания для более низких частот. Полосовой фильтр имеет полосу пропускания, расположенную между двумя заданными частотами среза. Общая схема включения фильтра показана на рис. 11.

В качестве примера на рис. 12,a представлен фильтр нижних частот, включенный между генератором и нагрузкой R. На низких частотах импеданс катушек индуктивности мал, а конденсатора – велик, и почти весь ток проходит через нагрузку R. На высоких частотах импеданс катушек индуктивности велик, из-за чего снижается ток, а импеданс конденсатора мал, так что он как бы замыкает накоротко цепь малого тока, проходящего через первую катушку индуктивности. Справа на рис. 12,a представлен график зависимости отношения E2 /(Eg /2) от частоты, деленной на частоту среза. Как нетрудно видеть, в области высоких частот сигнал быстро затухает. Однако реальная частотная характеристика заметно отличается от характеристики (с резким частотным срезом) идеального фильтра нижних частот. На рис. 12,б и в представлены схемы полосового фильтра и фильтра верхних частот с соответствующими частотными характеристиками.

Электрические цепи постоянного тока — Электроэнергетическая группа

Электрическим током называют упорядоченное движение электрических зарядов. Направлением электрического тока условились считать направление движения положительных зарядов.

Можно указать на ряд факторов, способных вызывать упорядоченное движение зарядов. Так, под действием электрических (кулоновских) сил положительные заряды движутся в направлении силовых линий поля, отрицательные заряды — в противоположном направлении. Движение зарядов может происходить и под действием неэлектрических сил (например, магнитных), а также при диффузии или в химических реакциях.
Постоянный ток используется в процессе электролиза (гальванопластика — получение легко отделяющихся точных металлических копий, гальваностегия — нанесение металлических покрытий из одних металлов на изделия из других металлов), на городском транспорте (электропоезда, трамваи, троллейбусы), в осветительных приборах, в устройствах автоматики, электроники и вычислительной техники.
Если ток постоянный, то отсутствует явление самоиндукции и напряжение на катушке индуктивности равно нулю,
, так как i = const
Если рассматривать конденсатор как идеальную емкость, то в цепи постоянного тока эта ветвь равносильна разомкнутой.

Постоянный ток через емкость не проходит.

Таким образом, в цепи постоянного тока остаются только источники ЭДС или тока — активные элементы и приемники резисторы — пассивные элементы.
Простыми цепями постоянного тока называются цепи с одним источником при последовательном, параллельном и смешанном соединении приемников.

Последовательное соединение приемников




При параллельном соединении приемников напряжение на всех приемниках одинаково.
По закону Ома токи в каждой ветви:


По первому закону Кирхгофа общий ток




Смешанное соединение — комбинация первых двух соединений, где параллельное соединение может быть преобразовано к последовательному.


Сложной электрической цепью называется цепь, содержащая несколько источников и которую нельзя свернуть до простой цепи последовательного или параллельного соединения.
Расчет таких цепей ведется по уравнениям Кирхгофа.
Для их составления необходимо задать условные направления токов в ветвях (номер введем в соответствии с порядковым номером сопротивлений).
По первому закону Кирхгофа составляются уравнения для каждого из независимых узлов (для данной схемы таких узлов 3).



Выбираются направления обхода в каждом из независимых контуров и составляются уравнения по второму закону Кирхгофа — сумма падений напряжений на пассивных элементах замкнутого контура электрической цепи равна алгебраической сумме источников ЭДС в данном контуре:

Для нахождения решения необходимо любым математическим способом решить полученные шесть уравнений, что весьма сложно. Чтобы сократить число уравнений, используют метод контурных токов.
Для вывода уравнений по методу контурных токов в общем виде исключим из последних трех уравнений токи ветвей смежных контуров , заменив их выражениями, полученными из первых трех уравнений:

Введем обозначения контурных токов:
— ток первого контура;
— ток второго контура;
— ток третьего контура.
Для конкретизации и сокращения записи введем обозначения для контурных ЭДС, равных сумме ЭДС источников рассматриваемого контура:

и соответственно суммы сопротивлений в каждом контуре через контурные сопротивления:

а сопротивления смежных ветвей как:

При принятых обозначениях система расчетных уравнений запишется в общем виде как:



Мы видим, что при расчетах цепей с помощью правил Кирхгофа не обязательно знать разности потенциалов на определенных участках.

Электрическая цепь, её элементы, закон ома


Ветвь – электрическая цепь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Ветвь – электрическая цепь

Cтраница 1

Ветвь электрической цепи – это участок ее, расположенный между двумя узлами. Замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называют контуром электрической цепи.  [1]

Ветвью электрической цепи и соответственно ее схемы называют весь участок электрической цепи, в кстором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.  [2]

Ветвью электрической цепи называется ее участок, состоящий из одного или нескольких последовательно соединенных элементов, расположенный между двумя узлами. На рис. 3 – 2 показана цепь, состоящая из четырех ветвей.  [3]

Ветвью электрической цепи и, соответственно, ее схемы называют весь участок электрической цепи, в котором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.  [4]

Ветвью электрической цепи

и соответственно ее схемы называют весь участок электрической цепи, в кстором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.  [5]

Ветвью электрической цепи называется такой ее участок, который состоит только из ( последовательно включенных источников напряжений и сопротивлений и вдоль которого в любой момент времени ток имеет одно и то же значение. Узлом электрической цепи называется место ( точка) соединения трех и более ветвей.  [6]

Ветвью электрической цепи называют участок цепи, расположенный между двумя соседними ее узлами.  [7]

Ветвью электрической цепи называется ее участок, состоящий из одного или нескольких элементов, соединенных так, что по ним проходит один и тот же ток. Такое соединение элементов называется последовательным. Остальные участки цепи на этом рисунке не показаны.  [9]

Пусть две ветви электрической цепи включены параллельно, как показано на рис. 1.21. Ток в каждой из них можно найти по закону Ома, если известны их сопротивления и напряжение, к которому они подключены.  [11]

Токи в ветвях электрической цепи определяем с учетом первого закона Кирхгофа для соответствующих узловых точек: / 2 /, 3 А; / 3 / зз – / п 4 – 3 1 А; /, / 2 / з3 1 4 А; Л / 22 – / и 5 – 3 2 А; / 5 / 22 5 А; / 6 / 22 – / зз 5 – 4 1 А.  [12]

Токи в ветвях электрической цепи и напряжения на зажимах ветвей удовлетворяют соотношениям (1.12) и (1.16), которые определяют первый и второй законы Кирхгофа.  [13]

Если в какой-либо ветви электрической цепи поддерживается определенное значение тока iJ, то эту ветвь можно тоже считать как бы содержащей источник тока. Электрический генератор, в ветви которого путем регулирования поддерживается определенный ток, также следует рассматривать как источник тока.  [14]

Расчет тока в ветви электрической цепи постоянного тока, напряжения на участках цепи и мощностей, генерируемых в источниках, проводят на основе понятий об источниках и приемниках энергии как об активных и пассивных элементах.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Виды цепей

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

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

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

Каждая может иметь одновременно несколько классификаций и названий:

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

Советуем изучить — Классы защиты ip

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


Ветвь электрической цепи – это… Что такое Ветвь электрической цепи?


Строительный словарь.

  • Вероятность восстановления
  • Взрывобезопасное электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование)
Смотреть что такое “Ветвь электрической цепи” в других словарях:
  • Ветвь электрической цепи — участок электрической цепи, вдоль которого протекает один и тот же электрический ток… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.01.2003 N 3 ст) … Официальная терминология
  • ветвь электрической цепи — Участок электрической цепи, вдоль которого протекает один и тот же ток [ГОСТ 19880 74] [ОАО РАО «ЕЭС России” СТО 17330282.27.010.001 2008] Тематики электротехника, основные понятия EN circuit branchelectric circuit branch … Справочник технического переводчика
  • ветвь (электрической цепи) — 102 ветвь (электрической цепи) Участок электрической цепи, вдоль которого протекает один и тот же электрический ток Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Ветвь электрической цепи — 93. Ветвь электрической цепи Участок электрической цепи, вдоль которого протекает один и тот же ток Источник: ГОСТ 19880 74: Электротехника. Основные понятия. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Ветвь (электрической цепи) — 1. Участок электрической цепи, вдоль которого протекает один и тот же электрический ток Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий … Телекоммуникационный словарь
  • ветвь электрической цепи — Весь участок электрической цепи, вдоль которого в любой момент времени ток имеет одно и то же значение … Политехнический терминологический толковый словарь
  • путь графа (электрической цепи) — 208 путь графа (электрической цепи) Непрерывная последовательность ветвей графа электрической цепи, в которой любая ветвь и любой узел встречаются только один раз Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • связь графа (электрической цепи) — 206 связь графа (электрической цепи) Ветвь графа электрической цепи, не принадлежащая его дереву Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Путь графа (электрической цепи) — 1. Непрерывная последовательность ветвей графа электрической цепи, в которой любая ветвь и любой узел встречаются только один раз Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий … Телекоммуникационный словарь
  • Связь графа (электрической цепи) — 1. Ветвь графа электрической цепи, не принадлежащая его дереву Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий … Телекоммуникационный словарь

dic.academic.ru

Режимы работы цепи

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

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

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

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

Ветвь и узел электрической цепи

Введение

Подавляющее большинство задач по электротехнике сводится к расчету режимов электрических цепей. В условии задается схема электрической цепи и параметры её элементов (напряжения источников питания, сопротивления резисторов и т. п.). Как правило, требуется определить токи и напряжения на различных элементах цепи.

Электрические цепи, в которых получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходят при неизменных по величине во времени токах и напряжениях, принято называть цепями постоянного тока.

Следует заметить что методы решения задач для цепей постоянного тока применимы и для цепей синусоидального тока. Различие только в применяемом математическом аппарате.

Непосредственно перед решением задачи необходимо проанализировать схему электрической цепи и выяснить к какому виду (простая или сложная) относится данная электрическая цепь. Для каждого вида существуют свои варианты и способы решения. Далее выбирают наиболее оптимальный вариант расчета и переходят непосредственно к решению задачи.

Для рассмотрения основных приемов решения подобных задач сначала необходимо определится с ключевыми понятиями, без которых дальнейшее рассмотрение будет просто невозможным.

Элементы электрической цепи

Электрической цепью называют совокупность электрических элементов, соединенных проводниками. Состояние электрической цепи можно описать с помощью понятийнапряжения и тока. Все элементы электрической цепи можно условно разбить на две группы: пассивные элементы (резисторы) и активные элементы (источники электромагнитной энергии).

Резистор – пассивный электрический элемент, характеризуемый величиной, называемой электрическим сопротивлением R. Иногда при расчете цепей удобнее использовать другой величиной, обратной сопротивлению: проводимостью G (1.1). Электрическое сопротивление резистора R, напряжение на его зажимах UR и ток через резистор IR связаны между собой законом Ома (1.2).

Под активными элементами электрической цепи следует понимать любые источники электрической энергии. Различают два вида источников электрической энергии: источники напряжения и источники тока.

Источник напряжения характеризуется двумя параметрами: величиной электродвижущей силы (ЭДС)
Е и внутренним сопротивлением R. На схемах отображается в виде последовательного соединения источника ЭДС Е и сопротивления R. Напряжение на зажимах источника напряжения U отличается от величины ЭДС E на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника R. Для случая, когда I = 0 справедливо U = E.
Источник тока также характеризуется двумя параметрами: величиной тока I и внутренним сопротивлением R. На схемах отображается в виде параллельного соединения источника тока со значением I и внутреннего сопротивления R. Любой реальный источник электрической энергии можно представить в виде, как источника напряжения, так и источника тока. Иногда при решении задач возникает необходимость трансформировать источник тока в источник напряжения (или наоборот). Эти преобразования легко можно выполнить с помощью формул, приведенных ниже.

Цепи постоянного тока. Элементы цепи, определение.

Цепи постоянного тока это совокупность объектов и устройств, которые создают путь для движения электрического тока. При этом все происходящие электромагнитные процессы описываются с применение понятий об электродвижущей силе электрическом напряжении и токе.

Все объекты и устройства, которые входят в цепь постоянного тока подразделяются на категории. Первая из них это источники тока. Те источники, в которых идет преобразование не электрической энергии в электрическую называются первичными. К ним относятся гальванические элементы аккумуляторы электрогенераторы фотоэлементы. Если же источник преобразует электрическую энергию, то он называется вторичным. К таким источникам можно отнести выпрямители трансформаторы стабилизаторы и преобразователи.

Кроме источников тока существуют потребители. В них идет обратный процесс преобразования энергии. То есть электрическая переходит в другие виды. В частности в тепловую в нагревательных элементах или в электромагнитную в виде излучения.

И все что осталось относиться к вспомогательным элементам цепи постоянного тока. То есть, то, что не является ни источником, ни потребителем энергии. Сюда можно отнести соединительные провода коммутационные разъёмы переключатели измерительные приборы.

Реальные электрические цепи для упрощения их анализа и расчета изображаются в виде электрических схем. В которых реальные объекты и устройства заменяются на графические условные обозначения. Реальные источники тока в таких электрических схемах представляются в виде источника эдс с внутренним сопротивлением. Нагревательные элементы и им подобные изображаются в виде эквивалентного электрического сопротивления.

Рисунок 1 — пример электрической схемы

В случае проведения расчетов с использованием электрических схем выделяют некоторые понятия. Например, ветвь электрической цепи это такой участок схемы на котором значение тока неизменно. В такую ветвь может входить от одного до нескольких элементов включённых последовательно.

Рисунок 2 — ветвь электрической цепи

Узлом электрической цепи называется та часть цепи, где происходит соединение минимум трех ветвей. На практике их может быть значительно больше. А соединение двух ветвей это будет также одна ветвь без разветвлений, но разбитая на части. И ток в них будет протекать все равно один и тот же. Если две различные ветви соединяют два разных узла, то они называются параллельными.

Рисунок 3 — узел электрической цепи

Ток в цепи постоянного тока не может протекать, если она не замкнута. И та часть цепи, которая состоит из нескольких ветвей и при этом она замкнута, называется контуром.

Рисунок 4 — контур электрической цепи

Любая цепь электрического постоянного тока, состоящая из выше перечисленных элементов, может быть отнесена к одному из двух видов цепей. Первая это линейная электрическая цепь. В такой цепи присутствуют только такие элементы параметры, которых не изменяются с изменением тока проходящего через них. В роли такого параметра может выступать сопротивление.

В нелинейных электрических цепях также могут присутствовать линейные элементы. Но отличаются такие цепи наличием одно или более нелинейного элемента. То есть в таком элементе изменяется один из параметров при протекании тока через него. Простейшим нелинейным элементом является лампа накаливания. В холодном состоянии спираль имеет более низкое сопротивление, а при прохождении тока через нее сопротивление увеличивается.

Ветвь и узел электрической цепи

Электрическая цепь характеризуется совокупностью элементов, из которых она состоит, и способом их соединения. Соединение элементов электрической цепи наглядно отображается ее схемой. В зависимости от особенностей схемы следует применять тот или иной способ расчета электрической цепи. В данном разделе рассмотрим ключевые понятия, которые в дальнейшем будут необходимы для выбора наиболее оптимального и правильного приема решения задач.

Ветвью называется участок электрической цепи, обтекаемый одним и тем же током. Ветвь образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами цепи.

Узел – место соединения трех и более ветвей.


В качестве примера на рисунке изображены схемы двух электрических цепей. Первая из них содержит 6 ветвей и 4 узла. Вторая состоит из 5 ветвей и 3 узлов. В этой схеме обратите внимание на нижний узел. Очень часто допускают ошибку, считая что там 2 узла электрической цепи, мотивируя это наличием на схеме цепи в нижней части 2-х точек соединения проводников. Однако на практике следует считать две и более точки, соединенных между собой проводником, как один узел электрической цепи.

При обходе по соединенным в ветвях цепям можно получить замкнутый контурэлектрической цепи. Каждый контур представляет собой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, при этом каждый узел встречается в данном контуре не более одного раза. Ниже приведена электрическая схема, на которой отмечено несколько произвольно выбранных контуров.


Всего для данной цепи можно выделить 6 замкнутых контуров.

pdnr.ru

Элементы цепи

Независимо оттого, из каких частей состоят электрические цепи, их объединяет одно – их составляющие должны производить, передавать или потреблять электричество.
Элементы подразделяются на пассивные и активные. К первым из них относят всё, что потребляет или передает электроэнергию: лампы, нагревательные элементы, электродвигатели и т.д. Ко вторым – источники, вырабатывающие электроэнергию: генераторы, аккумуляторы, солнечные батареи и т.д. Также элементы делятся на двухполюсные (те, которые имеют 2 вывода) и многополюсные (те, которые имеют 4 и более вывода). В качестве примера двухполюсника можно привести резистор. В качестве четырехполюсника – повышающий или понижающий трансформатор.

Обязательными составляющими цепи являются:

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

Основными электроприемниками являются:

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

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

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

Облегчить чтение схем можно с помощью вот такой таблички:

1.Что изучает наука – электротехника? Электрическая цепь. Электрический ток

Электротехника — область технических наук, изучающая получение, распределение, преобразование и использование электрической энергии

Электрическая цепь

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

Цепи бывают:

Неразветвленные и разветвленные электрические цепи

Линейные и нелинейные электрические цепи

Неразветвленные

– это когда во всех элементах ее течет один и тот же ток

Разветвленные

– 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.

Линейной

электрической цепью называют такую цепь, все компоненты которой линейны. К линейным относятся те компоненты, которые описываются линейным дифференциальным уравнением

Нелинейные- е

сли цепь содержит отличные от перечисленных компоненты

Законы действующие в электрических цепях:

-Закон Ома

-Теорема Тевенина

-Правило токов Кирхгофа

-Правило напряжений Кирхгофа

Электрический ток

— упорядоченное некомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость)

Различают: Постоянный ток

— ток, направление и величина которого слабо меняются во времени

Переменный ток

— это ток, величина и (или) направление которого меняются во времени. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону

2.Электрические цепи и ее элементы.

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 (источники 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.).

studfiles.net

Обозначения элементов на схеме

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

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

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

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

Кроме основных чертежей есть схемы замещения.

Ветвь (теория электрических цепей) Википедия

Теория электрических цепей

— совокупность наиболее общих закономерностей, описывающих процессы в электрических цепях. Теория электрических цепей основана на двух постулатах:

  1. Исходное предположение теории электрических цепей. Все процессы в любых электротехнических устройствах можно описать с помощью двух понятий: тока и напряжения.
  2. Исходное допущение теории электрических цепей. Сила тока в любой точке сечения любого проводника одна и та же, а напряжение между любыми двумя точками пространства изменяется по линейному закону[источник не указан 704 дня
    ]

Основные понятия

Ток — количество зарядов (q

, в Кулонах), перемещаемых через поперечное сечение проводника в единицу времени (
t
, в секундах).
i(t) = dq/dt
или
I = q/t ,
измеряется в Амперах =
А
Напряжение — предел отношения количества энергии, необходимой для переноса некоторого количества электричества из одной точки пространства в другую, к этому количеству электричества, когда оно стремится к нулю. Последнее равенство написано в предположении, что энергия и заряд — величины непрерывные. Размерность напряжения:

В = Дж • Кл−1

Из основных понятий как следствие вытекают определения:

Энергия — мера способности объекта совершать работу. Её размерность:

Дж = В • А • с

Мощность — скорость изменения энергии во времени. Размерность мощности:

Вт = Дж • с−1 = В • А

Электрическая цепь

Электрическая цепь — совокупность элементов и источников, предназначенных для генерации, приема и преобразования токов и напряжений (электрических сигналов). Те участки цепи, куда поступают или для которых генерируются сигналы, называют входами; те участки, на которых регистрируют токи или напряжения в результате их генерации или преобразования, — выходами.

Элементы электрической цепи — идеализированные устройства с двумя или более зажимами, все электромагнитные процессы в которых с достаточной для практики точностью могут быть описаны только в основных понятиях (тока и напряжения).

Элементы бывают: линейные и нелинейные, пассивные и активные, стационарные и нестационарные, непрерывные и дискретные, с сосредоточенными и распределенными параметрами. Из дальнейшего рассмотрения исключим нестационарные элементы и элементы с распределенными параметрами. Источники электромагнитной энергии — идеализированные устройства, имеющие два или более зажимов и предназначенные для генерации или преобразования электромагнитной энергии. Источники бывают: независимые, зависимые и управляемые.

Ветвь

Ветвью называется участок электрической цепи с одним и тем же током. Ветвь состоит из одного активного или пассивного элемента или представляет собой последовательное соединение нескольких элементов.

Узел

Узлом называется место соединения трех и более ветвей. Различают понятия геометрического и потенциального узлов. Геометрические узлы, имеющие одинаковые потенциалы, могут быть объединены в один потенциальный узел.

Контур

Контуром называется замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов разветвлённой электрической цепи.

Двухполюсник

Двухполюсником называют часть электрической цепи с двумя выделенными зажимами-полюсами.

Четырёхполюсник

Четырёхполюсником называют часть электрической цепи, имеющую две пары зажимов, которые называются входными и выходными.

Литература

  • Добротворский И. Н.
    Теория электрических цепей. Учебник. — М.: Радио и связь, 1989.
  • В. Г. Герасимов, Э. В. Кузнецов, О. В. Николаева.
    Электротехника и электроника. Кн. 1. Электрические и магнитные цепи. — М.: Энергоатомиздат, 1996. — 288 с. — ISBN 5-283-05005-X.

wikiredia.ru

Энергия электрического поля

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

C = q/U

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

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

Советуем изучить — Энергоаудит: путь к повышению эффективности производства

Накопление энергии в электрическом поле конденсатора

где

— заряд, Кл;

— напряжение, В;

— электрическая емкость конденсатора, Ф.

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

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

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

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

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

электрическая ветвь это — основные понятия электротехники — 22 ответа



Ветвь электрической цепи это

В разделе ВУЗы, Колледжи на вопрос основные понятия электротехники заданный автором философский лучший ответ это Основная часть: Общая электротехника I Электрическая цепь и ее основные законы в электротехнике II Электромагнетизм и электромагнитная индукция III Электрические машины постоянного тока IV Химические источники тока V Переменный ток. электротехника VI Трансформаторы и Реакторы VII Электрические машины переменного тока VIII Физические основы работы электрических аппаратов IX Электроизмерительные приборы и методы измерений Теоретические основы электротехники (для Вузов): Часть 1 Часть 2 Дополнительные главы Полупроводниковые приборы Электротехнические материалы: Назначение и классификация электротехнических материалов Проводниковые материалы Магнитные материалы Электроизоляционные материалы Электронные промышленные устройства Электроника Энергетическая электроника К основным понятиям электротехники можно отнести: Электрическая цепь – это совокупность устройств, которые образуют замкнутый путь для протекания электрического тока. Электромагнитные процессы в электрических цепях могут быть описаны с помощью таких понятий: ток, напряжение сопротивление, индуктивность, емкость, проводимость. Ветвь электрической цепи – это участок цепи, по которому протекает один и тот же ток. В ветвь может входить один или несколько последовательно соединенных элементов. Количество ветвей в электрической цепи обозначают буквой “p”. Узел – это точка соединения, куда входит три и более тока. Количество числа узлов обозначается буквой “q”. Контур – это замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей, в котором начальный конечный узел совпадают. Независимый контур – это контур, в который входит хотя бы одна ветвь, не принадлежащая другим контурам. Линейная электрическая цепь – это цепь, все элементы которой являются линейными. Нелинейная электрическая цепь – это цепь, содержащая как минимум один нелинейный элемент. Линейный элемент – это элемент цепи, сопротивление которого не зависит от тока, протекающего в нем и напряжения приложенного к нему. Нелинейный элемент – это элемент цепи, сопротивление которого зависит от тока, протекающего в нем и напряжения приложенного к нему. Количество независимых контуров в электрической схеме определяется: n=p-(q-1). Электрическая схема – это графическое изображение электрической цепи с помощью условных обозначений ее элементов и способы их соединения. Электрический ток – это направленное движение частиц, которые несут электрический заряд. Носители зарядов в металлах – свободные электроны, в жидкостях – ионы. Постоянный ток – это ток, значение которого не изменяется во времени (обозначается большой буквой I). Источники электрической энергии осуществляют преобразование химической, механической и других видов энергии в электрическую. К источникам питания (рис. 1.1) цепи постоянного тока можно отнести гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термо-электрические генераторы, фотоэлементы и др. Источники питания имеют свое внутреное сопротивление, значение которого небольшое по сравнению с сопротивлением других элементов, которые входят в электрическую цепь. К электроприемникам постоянного тока можно отнести электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию в механическую, приборы освещения, электролизные установки и др. Как пример на рис. 1.2 приведены некоторые условные обозначение. Элементы электрической цепи делят на активные и пассивные. К активным элементам относят те, в которых наводится ЭДС (источники ЭДС, электрические двигатели, аккумуляторы в процессе зарядки и т. п.). Все прочие электроприемники и соединительные провода относят к пассивным элементам. Внутри источника ЭДС постоянного тока положительным принимается направление ЭДС от отрицательного Источник:

Ответ от
22 ответа[[гуру]r> Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: основные понятия электротехники

Ответ от A Pavlov[[гуру] лень зайти по яндексить либо погуглить?

Ответ от Ђигер Мурзик[[гуру]ебе весь учебник в одном ответе изложить?

Ответ от Невропатолог[[гуру]лектротехника. Основные понятия и определения. ссылка

Ответ от Опростаться[[новичек]ля себе понадываются ссылка

Ответ от
2 ответа[[гуру]r> Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

Контур на Википедии Посмотрите статью на википедии про Контур

Электрическая цепь на Википедии Посмотрите статью на википедии про Электрическая цепь

Эмар Гюстав на Википедии Посмотрите статью на википедии про Эмар Гюстав

Основные компоненты

Инвентор электрического тока

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

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

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

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

Энергия электромагнитного поля

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

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

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

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

dW = — Lidi

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

где

-потокосцепление;

— индуктивность или коэффициент пропорциональности между током и потокосцеплением;

— ток через катушку.

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

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

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

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

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

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

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

Напряжение и мощность индуктивности равны:

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

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

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

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

Ветвь и узел электрической цепи

Введение

Подавляющее большинство задач по электротехнике сводится к расчету режимов электрических цепей. В условии задается схема электрической цепи и параметры её элементов (напряжения источников питания, сопротивления резисторов и т. п.). Как правило, требуется определить токи и напряжения на различных элементах цепи.

Электрические цепи, в которых получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходят при неизменных по величине во времени токах и напряжениях, принято называть цепями постоянного тока.

Следует заметить что методы решения задач для цепей постоянного тока применимы и для цепей синусоидального тока. Различие только в применяемом математическом аппарате.

Непосредственно перед решением задачи необходимо проанализировать схему электрической цепи и выяснить к какому виду (простая или сложная) относится данная электрическая цепь. Для каждого вида существуют свои варианты и способы решения. Далее выбирают наиболее оптимальный вариант расчета и переходят непосредственно к решению задачи.

Для рассмотрения основных приемов решения подобных задач сначала необходимо определится с ключевыми понятиями, без которых дальнейшее рассмотрение будет просто невозможным.

Элементы электрической цепи

Электрической цепью называют совокупность электрических элементов, соединенных проводниками. Состояние электрической цепи можно описать с помощью понятийнапряжения и тока. Все элементы электрической цепи можно условно разбить на две группы: пассивные элементы (резисторы) и активные элементы (источники электромагнитной энергии).



Резистор — пассивный электрический элемент, характеризуемый величиной, называемой электрическим сопротивлением R. Иногда при расчете цепей удобнее использовать другой величиной, обратной сопротивлению: проводимостью G (1.1).

Электрическое сопротивление резистора R, напряжение на его зажимах UR и ток через резистор IR связаны между собой законом Ома (1.2).

Под активными элементами электрической цепи следует понимать любые источники электрической энергии. Различают два вида источников электрической энергии: источники напряжения и источники тока.

Источник напряжения характеризуется двумя параметрами: величиной электродвижущей силы (ЭДС) Е и внутренним сопротивлением R. На схемах отображается в виде последовательного соединения источника ЭДС Е и сопротивления R.

Напряжение на зажимах источника напряжения U отличается от величины ЭДС E на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника R. Для случая, когда I = 0 справедливо U = E.

Источник тока также характеризуется двумя параметрами: величиной тока I и внутренним сопротивлением R. На схемах отображается в виде параллельного соединения источника тока со значением I и внутреннего сопротивления R.

Любой реальный источник электрической энергии можно представить в виде, как источника напряжения, так и источника тока. Иногда при решении задач возникает необходимость трансформировать источник тока в источник напряжения (или наоборот). Эти преобразования легко можно выполнить с помощью формул, приведенных ниже.

Цепи постоянного тока. Элементы цепи, определение.

Цепи постоянного тока это совокупность объектов и устройств, которые создают путь для движения электрического тока. При этом все происходящие электромагнитные процессы описываются с применение понятий об электродвижущей силе электрическом напряжении и токе.


Все объекты и устройства, которые входят в цепь постоянного тока подразделяются на категории. Первая из них это источники тока. Те источники, в которых идет преобразование не электрической энергии в электрическую называются первичными. К ним относятся гальванические элементы аккумуляторы электрогенераторы фотоэлементы. Если же источник преобразует электрическую энергию, то он называется вторичным. К таким источникам можно отнести выпрямители трансформаторы стабилизаторы и преобразователи.


Кроме источников тока существуют потребители. В них идет обратный процесс преобразования энергии. То есть электрическая переходит в другие виды. В частности в тепловую в нагревательных элементах или в электромагнитную в виде излучения.


И все что осталось относиться к вспомогательным элементам цепи постоянного тока. То есть, то, что не является ни источником, ни потребителем энергии. Сюда можно отнести соединительные провода коммутационные разъёмы переключатели измерительные приборы.


Реальные электрические цепи для упрощения их анализа и расчета изображаются в виде электрических схем. В которых реальные объекты и устройства заменяются на графические условные обозначения. Реальные источники тока в таких электрических схемах представляются в виде источника эдс с внутренним сопротивлением. Нагревательные элементы и им подобные изображаются в виде эквивалентного электрического сопротивления.

Рисунок 1 — пример электрической схемы

 

В случае проведения расчетов с использованием электрических схем выделяют некоторые понятия. Например, ветвь электрической цепи это такой участок схемы на котором значение тока неизменно. В такую ветвь может входить от одного до нескольких элементов включённых последовательно.

Рисунок 2 — ветвь электрической цепи

 

Узлом электрической цепи называется та часть цепи, где происходит соединение минимум трех ветвей. На практике их может быть значительно больше. А соединение двух ветвей это будет также одна ветвь без разветвлений, но разбитая на части. И ток в них будет протекать все равно один и тот же. Если две различные ветви соединяют два разных узла, то они называются параллельными.

Рисунок 3 — узел электрической цепи

 

Ток в цепи постоянного тока не может протекать, если она не замкнута. И та часть цепи, которая состоит из нескольких ветвей и при этом она замкнута, называется контуром.

Рисунок 4 — контур электрической цепи

 

Любая цепь электрического постоянного тока, состоящая из выше перечисленных элементов, может быть отнесена к одному из двух видов цепей. Первая это линейная электрическая цепь. В такой цепи присутствуют только такие элементы параметры, которых не изменяются с изменением тока проходящего через них. В роли такого параметра может выступать сопротивление.


В нелинейных электрических цепях также могут присутствовать линейные элементы. Но отличаются такие цепи наличием одно или более нелинейного элемента. То есть в таком элементе изменяется один из параметров при протекании тока через него. Простейшим нелинейным элементом является лампа накаливания. В холодном состоянии спираль имеет более низкое сопротивление, а при прохождении тока через нее сопротивление увеличивается.

Ветвь и узел электрической цепи

Электрическая цепь характеризуется совокупностью элементов, из которых она состоит, и способом их соединения. Соединение элементов электрической цепи наглядно отображается ее схемой. В зависимости от особенностей схемы следует применять тот или иной способ расчета электрической цепи. В данном разделе рассмотрим ключевые понятия, которые в дальнейшем будут необходимы для выбора наиболее оптимального и правильного приема решения задач.

Ветвью называется участок электрической цепи, обтекаемый одним и тем же током. Ветвь образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами цепи.

Узел — место соединения трех и более ветвей.

В качестве примера на рисунке изображены схемы двух электрических цепей. Первая из них содержит 6 ветвей и 4 узла. Вторая состоит из 5 ветвей и 3 узлов. В этой схеме обратите внимание на нижний узел. Очень часто допускают ошибку, считая что там 2 узла электрической цепи, мотивируя это наличием на схеме цепи в нижней части 2-х точек соединения проводников. Однако на практике следует считать две и более точки, соединенных между собой проводником, как один узел электрической цепи.

При обходе по соединенным в ветвях цепям можно получить замкнутый контурэлектрической цепи. Каждый контур представляет собой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, при этом каждый узел встречается в данном контуре не более одного раза. Ниже приведена электрическая схема, на которой отмечено несколько произвольно выбранных контуров.

Всего для данной цепи можно выделить 6 замкнутых контуров.

 


Характеристика электрических сетей

Совокупность объектов и устройств, обеспечивающих постоянный и непрерывный путь для движения электрического тока можно назвать электрической цепью.

Напряжение и сила тока — это неотъемлемые элементы каждой электрической цепи. Такие явления, наряду с прочими магнитными и электрическими явлениями, изучает наука, называемая электротехникой. Еще одной целью этой науки является поиск возможности практических применений, а не только теоретического изучения.

Если учесть, что в электрической цепи имеются разные элементы, то можно сказать, что существует несколько режимов работы цепи. Эти элементы подразделены на три основных вида — это источники энергии, проводники и приёмники, т.е. первые элементы служат для выработки электроэнергии, приёмники преобразуют электроэнергию в другие ее виды, а проводники передают энергию от источников к приёмникам. Все элементы цепи — источники тока, проводники и приёмники — это устройства, без которых невозможно существование электрической цепи. При отсутствии одного из этих элементов работа цепи просто невозможна. В зависимости от того какое строение и какие элементы в цепи содержатся, все электрические цепи бывают линейные и нелинейные. При этом каждую цепь можно изобразить в схеме, что позволяет сделать работу с цепями более удобной.

Три режима работы электрических цепей

Как уже говорилось выше, электрическая цепь несет в себе сложнейшую структуру и имеет в составе множество различных элементов и разветвлённостей. К тому же в цепях действуют определенные законы, а для того, чтобы охарактеризовать цепь используют такие понятия как ток, сопротивление, электродвижущая сила и т.д. Все это способствует тому, что цепь может работать в разных режимах.

Выделяют три режима работы цепи:
  • короткого замыкания
  • нагрузочный режим (согласованный)
  • режим холостого хода.

Основное отличие между этими режимами — это уровень нагрузки на электрическую цепь. Стоит отметить, что электрическая цепь имеет еще один режим работы, называемый номинальным. При таком режиме все элементы цепи работают по оптимальным для них условиям. Эти условия указываются в паспортных данных заводом-изготовителем.

Согласованный (нагрузочный) режим работы

Любой приемник, подключенный к источнику электроэнергии в цепи, обладает определенным сопротивлением. Наглядным примером такого приёмника может быть электрическая лампочка. При наличии напряжения начинает действовать закон Ома. При этом электродвижущая сила источника тока складывается из суммы напряжения на внешних участках цепи и внутреннего сопротивления источника. Когда падает напряжение внешней цепи, это оказывает влияние на изменении напряжения на зажимах источника. А само падение напряжения зависит от сопротивления и силы тока. Иными словами, согласованный (нагрузочный) режим работы электрической цепи — это процесс передачи нагрузки, при котором мощность превышает номинальные показатели. Но использование такого режима нерационально, ведь при длительном превышении установленных заводом значений, приборы могут попросту прийти в негодность.

Режим работы холостого хода

В таком режиме работы электрическая цепь находится в незамкнутом состоянии. Попросту говоря, в цепи отсутствует электрический ток, следовательно, каждый элемент цепи не подключен к источнику тока. При таком положении падение напряжения во внутренней цепи равно нулю, а ЭДС источника равно напряжению на зажимах источника питания. Иными словами, при режиме холостого хода в цепи, не подключенной к электрическому току, отсутствует сопротивление нагрузки.

Режим короткого замыкания

Это тот режим работы, который смело можно назвать аварийным, т.к. обеспечение нормальной работы цепи при таком режиме становится невозможным, ведь ток короткого замыкания показывает высокие значения, которые превышают номинальные в несколько раз. Короткое замыкание появляется, когда происходит соединение двух разных точек электрической цепи, у которых отличается разница потенциалов. При таком положении цепи нарушается ее нормальная работа. При режиме короткого замыкания зажимы в источнике питания замыкаются проводником, сопротивление у которого равняется нулю. Зачастую такой режим возникает в тот момент, когда соединяются два провода, связывающие между собой источник питания и приёмник цепи. Их сопротивление, в основном, ничтожно мало, поэтому его можно приравнять к нулю. Из-за отсутствия сопротивления при режиме короткого замыкания ток превышает номинальные показатели в несколько раз. За счет этого источники питания и приёмники электрической цепи могут прийти в негодность. В ряде случаев это может возникнуть при неправильном обращении с электрическим оборудованием обслуживающего его персонала.

7. Электрическая цепь — fizikalexcras

 Что такое  электрическая цепь? Интерактивное знакомство  Электрическая цепь. Направление электрического тока Это соединенные воедино звенья. Цепь соединяет вместе два или более объектов. Если цепь разорвать, то и объекты перестанут быть соединенными. 

Элементы электрической цепи

При рассмотрении простейших электрических цепей выделяют следующие составные части электрической цепи: источник тока, нагрузка, соединительные провода, ключ. Источник тока – это нечто, питающее всю цепь электрическим током, создающее в ней электрическое поле. Вследствие этого движутся электроны, и перемещается заряд от одного элемента электрической цепи к последующим. Источником тока может быть простая батарейка, аккумулятор, розетка сети 220 В и так далее.

Нагрузкой или приемником тока в общем смысле называется нечто, потребляющее электрический ток и производящее вследствие этого некую нужную нам работу. Например, обычная лампочка – это нагрузка. Ток, проходя через лампочку, совершает работу по нагреванию спирали, отчего она светится.

Соединительные провода – это провода, соединяющие между собой все элементы цепи.

Ключ – это простейшее устройство для замыкания и размыкания цепи. Выключатель, рубильник, кнопка – все это разные варианты ключей.

Принцип функционирования электрической цепи

В простейшей электрической цепи: от источника заряд движется по проводам к нагрузке, совершает там некую работу и дальше движется по проводам вновь к источнику. Но уже к другому полюсу источника. Электрический заряд, проходя через нагрузку, совершает некую работу и, соответственно, теряет энергию. Эта энергия восполняется в источнике тока. Ключ служит для размыкания и замыкания цепи. То есть, в любой момент мы можем разомкнуть цепь, и ток перестанет идти. Лампочка потухнет, двигатель остановится, нагрузка перестанет получать энергию. При замыкании ключа цепь восстановится, и ток потечет вновь.

Для наглядного изображения электрической цепи на бумаге, ее рисуют в виде чертежей, которые называются схемами. На схемах все элементы цепи имеют свои условные обозначения. Обычно процесс создания сколько-нибудь сложной цепи так и начинается – с чертежа на бумаге, где все тщательно рассчитывается и  продумывается, прежде чем приступить к непосредственному созданию реальной электрической цепи. 

Updating…

1 128 эл цепь услов обознач.swf

(107k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

1 129 определение эл цепь.swf

(2579k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

1 3_11 эл цепь. направление тока.swf

(86k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

1 8_135 эл цепь.swf

(17k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

ć

1 Электрическая цепь.ppt

(2201k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

2 30 тест эл цепь.swf

(82k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

ć

3 Проверь себя.ppt

(1661k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

ć

3 Тест к уроку Электрические цепи. .ppt

(104k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

ć

4 Основы электробезопасности.ppt

(1766k)

Random,

25 мая 2017 г., 02:20

Что такое электрическая цепь?

Электрическая цепь представляет собой взаимосвязь электрических компонентов. Электрическая цепь состоит из батарей, резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов, переключателей или транзисторов. Электрическая сеть состоит из замкнутого контура. Цепь — это замкнутый путь, по которому электроны текут по проводу. Пока медная проволока предоставлена ​​самой себе, электроны дрейфуют между атомами, но никогда не покидают медь.

Однако, когда мы подключаем этот медный провод к батарее, свободные электроны будут двигаться к положительному выводу батареи.Эта толкающая сила называется Электродвижущая сила (ЭДС). Э.М.Ф. выражается в вольтах. Обычно его называют напряжением. В результате этого напряжения происходит движение электрона. Это движение известно как электронный ток или электрический ток . Мы можем измерить ток, подключив амперметр между медным проводом и источником напряжения.

Полная цепь — это бесконечная петля электронов. Если мы возьмем проволоку и накинем на нее петлю, она образует непрерывный путь, по которому электроны могут течь вечно.Это основное понятие цепи.

Электрическая цепь в основном состоит из

  • Электрические источники, обеспечивающие напряжение и ток, такие как батареи. Они являются источником электронов.
  • Переключатели, резисторы, потенциометры, конденсаторы, используемые для управления электричеством.
  • Устройства защиты в цепях высокого напряжения. Это автоматический выключатель, предохранитель и т. д.
  • Провода, по которым проходит электрический ток от одной точки цепи к другой.
  • Нагрузкой в ​​цепи может быть двигатель, светодиод, лампа и т. д.

Существуют некоторые основные свойства электрических цепей, а именно:

  • Цепь всегда является замкнутым путем.
  • Цепь всегда состоит из источника энергии,
  • Направление тока от положительной клеммы к отрицательной клемме источника.
  • Направление потока электронов от отрицательной клеммы к положительной клемме источника.

Принципиальная схема

Принципиальная схема представляет собой визуальное отображение электрической цепи.В основном есть два типа принципиальных схем:

  1. Иллюстрированные: Иллюстрированные диаграммы создаются с использованием основных изображений. Этот тип диаграммы дает визуальное представление для аудитории, которая менее техническая.

Принципиальная электрическая схема

  1. Схема: Эти схемы нарисованы с использованием стандартных промышленных символов. Эти схемы используются для представления схемы электрику или любой другой технической аудитории.

Схема

Символы на принципиальных схемах

Для электрической схемы используются сотни символов.Некоторые основные символы:

.

Предположим, мы хотим нарисовать простую схему, в которой батарея подключена к светодиоду таким образом, что положительный вывод батареи подключен к положительному выводу светодиода, а отрицательный вывод батареи подключен к отрицательному выводу светодиода. Тогда это можно представить как:

Типы цепей

В основном существует три типа цепей:

  1. Обрыв цепи

Если в простой цепи одна клемма отсоединена, то по этой цепи ток не течет.Это называется разомкнутой цепью или отсутствием нагрузки.

 

Обрыв цепи

  1. Замкнутая цепь

Электрическая цепь имеет источник ЭДС и нагрузку. Эта нагрузка действует как путь проводника. Если ток протекает через нагрузку, это считается замкнутой цепью. Если в простой цепи ток может течь от одного вывода батареи к другому без прерывания, говорят, что цепь замкнута.

Замкнутая цепь

  1. Короткое замыкание

Если положительная клемма батареи напрямую соединена с отрицательной клеммой без какого-либо сопротивления между ними, говорят о коротком замыкании.

Короткое замыкание

Помимо указанных выше цепей, компоненты электрической цепи могут быть расположены двумя различными способами: при последовательном соединении и при параллельном соединении.

Цепь серии

Если в цепи компоненты соединены последовательно, то цепь называется последовательной цепью. В последовательной цепи ток через каждый компонент одинаков, а подаваемое напряжение равно сумме напряжений на каждом компоненте. Если провод соединяет батарею с одной лампой, со следующей лампой, а затем обратно с батареей, говорят, что лампы соединены последовательно.

Последовательное соединение двух ламп

Параллельная цепь

Если в цепи компоненты соединены параллельно, то такая цепь называется параллельной. В параллельной цепи напряжение на каждом компоненте будет одинаковым, а общий приложенный ток равен сумме токов через каждый компонент. Если к аккумулятору подключена лампа, а другая лампа подключена в отдельный шлейф с первой лампой, то лампа подключается параллельно.

Параллельное соединение двух ламп

Здесь напряжение на каждой лампочке будет таким же, как и напряжение, подаваемое батареей.Ток через каждую лампу будет разделен, значит, если мы применим 5 А к цепи, 5 А будет током, протекающим через каждую лампу.

Вот как работают последовательные и параллельные цепи, и они имеют свои собственные свойства разделения тока и напряжения.

Электрические цепи окружают нас повсюду, в наших мобильных телефонах, в наших компьютерах, в вентиляторах, а также в фонариках. Трудно предположить практическое использование электричества без цепей. Мы все зависим от этих сложных цепей вокруг нас.

Что такое электрическая цепь? Типы цепей и сети

Электрические цепи, сети, комплексные цепи и другие типы цепей

Что такое электрическая цепь?

Электрическая цепь представляет собой сеть с замкнутым контуром, которая обеспечивает обратный путь для протекания тока. Или замкнутый проводящий путь, по которому может течь ток, называется цепью. Электрическая цепь также известна как электрическая сеть или электрическая цепь .

Электрическая цепь представляет собой комбинацию различных активных и пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы и т. д., которые образуют электрическую сеть. В замкнутой цепи электрический ток течет от источника (например, батареи) в проводящем материале (например, проводах и кабелях) к нагрузке (например, лампочке) и, следовательно, возвращается обратно к источнику.

Что такое электрическая сеть?

Совокупность различных электрических элементов и узлов, соединенных любым способом (простой или сложной конфигурации), называется электрической сетью.Это тот же термин, который используется для электрической цепи, но чаще всего ассоциируется со сложными сетями, которые решаются с помощью сетевых теорем.

Комплексные сети

Цепь, содержащая множество электрических элементов, таких как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, источники тока и напряжения (как переменного, так и постоянного тока), где все компоненты и элементы цепи имеют сложную конфигурацию, называется сложной сетью. Такие сети не могут быть легко решены с помощью простого закона Ома или законов Кирхгофа.Если да, то количество уравнений будет заметно больше.

Самый простой способ решить и проанализировать сложную сеть — это использовать специальные методы, такие как сетевые теоремы, т. е. теорема Нортона, теорема Тевенина, теорема о суперпозиции, преобразование звезда-дельта, анализ цепей суперузлов и суперсетей и т. д.

Типы электрических цепей

Существует множество типов электрических цепей , таких как:

  • Обрыв цепи
  • Замкнутая цепь
  • Короткое замыкание
  • Цепь серии
  • Параллельная цепь
  • Последовательно-параллельная схема
  • Цепь звезда-треугольник
  • Цепь переменного тока
  • Цепь постоянного тока
  • Однофазная цепь
  • Трехфазная цепь
  • Резистивная цепь
  • Индуктивная цепь
  • Емкостная цепь
  • Резистивная, индуктивная (цепь RL)
  • Резистивная, емкостная (цепь RC)
  • Емкостный, индуктивный (LC-цепи)
  • Резистивная, индуктивная, емкостная (цепь RLC)
  • Линейная цепь
  • Нелинейная цепь
  • Односторонние схемы
  • Двусторонние цепи
  • Активная цепь
  • Пассивная цепь

Мы кратко обсудим один за другим следующим образом.

Обрыв цепи

Цепь, в которой нет обратного пути для протекания тока (т. е. незамкнутая), называется разомкнутой цепью. Другими словами, цепь, в которой напряжение стремится к ЭДС ( , генерирующей источник) и ток вообще не течет, называется разомкнутой цепью.

Пример разомкнутой цепи:  Цепь с разомкнутым выключателем или перегоревшим предохранителем, в которой лампочка подключена к аккумулятору.Таким образом, лампочка не будет светиться, поскольку цепь не замкнута, т. Е. Это разомкнутая цепь, и в ней нет тока.

Замкнутый цикл

Цепь, в которой есть обратный путь для протекания тока (т. е. замкнутая цепь), называется замкнутой цепью.

Пример короткого замыкания: Цепь с замкнутым выключателем, в которой лампочка подключена к аккумулятору. Таким образом, лампочка светится, поскольку ток течет по нити накала лампочки из-за замкнутой цепи.

Короткое замыкание

Цепь, имеющая обратный путь для протекания тока, где значение сопротивления равно нулю. (т. е. завершенная или замкнутая цепь без подключенной нагрузки) называется коротким замыканием. Другими словами, цепь, в которой напряжение стремится к нулю, а ток стремится к бесконечности , называется коротким замыканием.

Пример короткого замыкания: Цепь с замыкающим выключателем без нагрузки, подключенной к напряжению питания.Другими словами, когда фазный или линейный провод касается нейтрального провода без нагрузки между ними. В этом случае перегорает предохранитель или срабатывает автоматический выключатель. При отсутствии надлежащей защиты короткое замыкание может повредить прибор или стать причиной очень серьезной травмы.

Серия
Цепь

В этой цепи все электрические элементы (источники напряжения или тока, катушки индуктивности, конденсаторы, резисторы и т. д.) соединены последовательно, т. е. существует только один путь для прохождения электричества, например.грамм. это одноветвевые цепи.

Параллельная цепь

В этой цепи все электрические элементы (источники напряжения и тока, катушки индуктивности, конденсаторы, резисторы и т. д.) соединены параллельно, т. е. существует много путей для прохождения электричества, а минимальные ответвления в этой цепи — две.

Последовательно-параллельная схема

Если элементы цепи соединены последовательно в одних частях и параллельно в других, то это будет последовательно-параллельная цепь.Другими словами, это сочетание последовательных, параллельных и последовательно-параллельных цепей.

Ниже приведены более производные схемы последовательных, параллельных и последовательно-параллельных цепей

.
  • Чистая резистивная цепь
  • Чистая индуктивная цепь
  • Чисто емкостная схема
  • Резистивная, индуктивная цепь, т. е. цепь RL
  • Резистивная, емкостная цепь, например, RC-цепь
  • Емкостные, индуктивные цепи, т. е. LC-цепи
  • Резистивная, индуктивная, емкостная цепь i.е. Цепь RLC
  • Серийные и параллельные цепи R, L и C
  • Комбинация последовательно-параллельной цепи, т. е. сложная цепь

Все эти схемы показаны на рис. ниже.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Различные типы электрических цепей

В данных цепях все указанные выше компоненты или элементы могут быть соединены последовательно, параллельно или в обеих комбинациях последовательно-параллельной конфигурации.

Похожие сообщения:

Цепь звезда-треугольник

Цепи такого типа подключаются по схеме «звезда» или «треугольник».В этих цепях электрические элементы соединены способом, который не определен с точки зрения последовательной, параллельной или последовательно-параллельной конфигурации. Цепи «звезда-треугольник» могут быть решены путем преобразования «звезда в треугольник» и «треугольник в звезду».

Прежде чем анализировать электрическую цепь и сеть, вы должны знать следующие полезные термины, связанные с электрическими цепями, которые определяют характер и характеристики цепи.

Цепь переменного тока

Цепь, содержащая источник питания переменного тока, называется цепью переменного тока.Источниками питания, например, являются генераторы переменного тока и синхронные генераторы.

Цепь постоянного тока

Цепь, содержащая источник питания постоянного тока, называется цепью постоянного тока. Источниками питания, например, являются батареи и генераторы постоянного тока.

Однофазные цепи

Электропитание переменного тока, в котором все напряжения имеют одинаковую синусоидальную форму в определенный период времени, называется однофазным питанием переменного тока. В однофазных цепях переменного тока для замыкания цепи необходимы только два провода (известные как фаза или линия и нейтраль).

Многофазные цепи

Poly означает более одного. Как следует из названия, мощность переменного тока, в которой есть три синусоидальных напряжения, имеющих разность фаз 120°. В трехфазных цепях переменного тока для замыкания цепи необходимы три фазы с тремя проводами или три фазы с четырьмя проводами.

Параметры схемы, константы и связанные термины

Различные компоненты или элементы, используемые в электрических цепях, называются параметрами или константами цепи i.е. сопротивление, емкость, индуктивность, частота и т. д. Эти параметры могут быть сосредоточены или распределены.

Активная цепь

Цепь, которая содержит один или несколько источников ЭДС (электродвижущей силы), называется активной цепью

.
Пассивная цепь

Цепь, в которой нет ни одного источника ЭДС, называется пассивной цепью

Линейные и нелинейные схемы
Li рядом с Circuit

Линейная цепь — это электрическая цепь, в которой параметры цепи (сопротивление, индуктивность, емкость, форма волны, частота и т. д.) постоянны.Другими словами, цепь, параметры которой не изменяются по току и напряжению, называется линейной цепью.

Нелинейная цепь

Нелинейная цепь представляет собой электрическую цепь, параметры которой изменяются по току и напряжению. Другими словами, электрическая цепь, в которой параметры цепи (сопротивление, индуктивность, емкость, форма волны, частота и т. д.) непостоянны, называется нелинейной цепью.

Односторонние и двусторонние контуры
Односторонние контуры

В односторонних цепях свойство цепи изменяется при изменении направления питающего напряжения или тока.Другими словами, односторонняя цепь позволяет току течь только в одном направлении. Диод или выпрямитель являются примером односторонней схемы, потому что они не выполняют выпрямление в обоих направлениях питания.

Двусторонние цепи

В двусторонних цепях свойство цепи не меняется при изменении направления питающего напряжения или тока. Другими словами, двусторонняя цепь позволяет току течь в обоих направлениях. Линия передачи является лучшим примером двусторонней цепи, потому что при подаче напряжения питания с любого направления (начальный или конечный конец) свойства цепи остаются постоянными.

Термины, относящиеся к электрическим цепям и сетям
Узел

Точка или соединение, где встречаются два или более элементов цепи (резистор, конденсатор, катушка индуктивности и т. д.), называется узлом

.
Филиал

Часть или участок цепи, расположенный между двумя узлами, называется ветвью. В ответвлении могут быть соединены один или несколько элементов, имеющих две клеммы.

Л уп

Замкнутый путь в цепи, в которой может возникнуть более двух ячеек, называется петлей i.е. в петле может быть много сеток, но сетка не содержит ни одной петли.

Сетка

Замкнутый контур, не содержащий внутри себя другого контура, или путь, не содержащий других путей, называется сеткой.

Схема с 6 узлами, 7 ответвлениями, 3 циклами и 2 сетками

Полезно знать:

Мы используем различные теоремы для решения сложных сетей. Как правило, сложные сети могут быть решены следующими двумя методами.

  • Прямой метод
  • Метод эквивалентной схемы

Мы подробно обсудим эти методы один за другим в нашем следующем посте.

Похожие сообщения:

Электрическая цепь — Простая английская Википедия, свободная энциклопедия

Цепь представляет собой замкнутый контур , состоящий из компонентов цепи, по которым могут течь электроны от источника напряжения или тока. Если цепь состоит из электрических компонентов, таких как резистор, конденсатор, катушка индуктивности и т. д., то она будет называться Электрическая цепь , а если цепь состоит из любого из компонентов электронной схемы, таких как диод, транзистор и т. д.тогда он будет называться Электронная схема . Таким образом, электронные схемы могут состоять как из электрических компонентов, так и из электронных схем , но электрическая схема будет состоять только из электрических компонентов.

Точка, в которой электроны входят в электрическую цепь, называется «источником» электронов. Точка, в которой электроны покидают электрическую цепь, называется «возвратом» или «землей». Точка выхода называется «возвратом», потому что электроны всегда оказываются в источнике, когда завершают путь электрической цепи.

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

В цепях используются две формы электроэнергии: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).Переменный ток часто питает большие приборы и двигатели и вырабатывается электростанциями. Постоянный ток питает автомобили с батарейным питанием и другие машины и электронику. Преобразователи могут преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот. В высоковольтной передаче постоянного тока используются большие преобразователи.

Экспериментальная электронная схема

В электронных схемах обычно используются источники постоянного тока. Нагрузка электронной схемы может состоять из нескольких резисторов, конденсаторов и лампы, соединенных вместе для создания вспышки 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 могут быть соединены последовательно или параллельно. Сопротивление в последовательных цепях равно сумме сопротивлений.

Принципиальная или электрическая схема представляет собой визуальное отображение электрической цепи. Электрические и электронные схемы могут быть сложными. Создание чертежа соединений со всеми составными частями нагрузки схемы облегчает понимание того, как компоненты схемы соединены.Чертежи электронных схем называются принципиальными схемами. Чертежи электрических цепей называются «электросхемами». Как и другие схемы, эти схемы обычно рисуются чертежниками, а затем распечатываются. Диаграммы также могут быть созданы в цифровом виде с использованием специализированного программного обеспечения.

Схема представляет собой схему электрической цепи. Схемы — это графические изображения основных соединений в цепи, но они не являются реалистичными изображениями цепи. Схемы используют символы для представления компонентов в схеме.Условные обозначения используются в схемах для представления того, как течет электричество. Обычное соглашение, которое мы используем, это от положительного к отрицательному терминалу. Реалистичный способ прохождения электричества — от отрицательного полюса к положительному.

На принципиальных схемах используются специальные символы. Символы на чертежах показывают, как компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, изоляторы, двигатели, розетки, лампы, выключатели и другие электрические и электронные компоненты, соединяются друг с другом. Диаграммы очень помогают, когда рабочие пытаются выяснить, почему схема работает неправильно.

Ток, протекающий в электрической или электронной цепи, может внезапно увеличиться при выходе из строя какой-либо детали. Это может привести к серьезному повреждению других компонентов цепи или создать опасность возгорания. Чтобы защититься от этого, в цепь можно включить предохранитель или устройство, называемое «автоматический выключатель». Автоматический выключатель разомкнет или «разорвет» цепь, когда ток в этой цепи станет слишком высоким, или предохранитель «перегорит». Это дает защиту.

Прерывание при замыкании на землю (G.Ф.И.) устройства[изменить | изменить источник]

Стандартным обратным проводом для электрических и электронных цепей является заземление. Когда электрическое или электронное устройство выходит из строя, оно может разомкнуть цепь возврата на землю. Пользователь устройства может стать частью электрической цепи устройства, обеспечив обратный путь для электронов через тело пользователя вместо заземления цепи. Когда наше тело становится частью электрической цепи, пользователь может получить серьезный удар током или даже умереть от удара током.

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

Короткие замыкания — это замыкания, которые возвращаются к источнику питания неиспользованными или с той же мощностью, что и на выходе.При их использовании обычно перегорает предохранитель, но иногда это не так. Это может привести к электрическому возгоранию.

Электрическая цепь или электрические сети: что это такое?

Что такое электрическая цепь?

Электрическая цепь (также известная как электрическая сеть или электрическая цепь) представляет собой взаимосвязь различных активных и пассивных компонентов в установленном порядке с образованием замкнутого пути. Электрический ток должен иметь возможность течь от источника через некоторую проводящую среду, а затем обратно к другому выводу источника.

Основными частями идеальной электрической цепи являются:

  1. Электрические источники для подачи электроэнергии в цепь и в основном электрические генераторы и батареи
  2. устройства, подобные потенциометрам, и т. д.
  3. Защитные устройства для защиты цепей от нештатных ситуаций и в основном представляют собой электрические плавкие предохранители, автоматические автоматические выключатели, системы распределительных устройств.
  4. Проводящий путь для передачи электрического тока от одной точки цепи к другой, в основном это провода или проводники.
  5. Загрузка.

Таким образом, напряжение и ток являются двумя основными характеристиками электрического элемента . Различные методы, с помощью которых определяются напряжение и ток на любом элементе любой электрической цепи, называются анализом электрической цепи.

На этом рисунке показана простая электрическая цепь, содержащая

Благодаря этому в цепи протекает ток I, и на резисторе возникает падение потенциала V вольт.

Основные свойства электрических цепей

К основным свойствам электрических цепей относятся:

  • Цепь всегда представляет собой замкнутый путь.
  • Цепь всегда содержит как минимум один источник энергии, который действует как источник электронов.
  • К электрическим элементам относятся неуправляемые и регулируемые источники энергии, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т.п.
  • В электрической цепи поток электронов происходит от отрицательного вывода к положительному.
  • Направление тока обычного тока от плюса к минусу.
  • Протекание тока приводит к падению потенциала на различных элементах.
Типы электрических цепей

Основные типы электрических цепей:

  1. Открытая схема
  2. Закрытая схема
  3. Короткое замыкание
  4. Схема серии
  5. Параллельная схема
  6. Серия параллельная схема

Открытый схема

Если из-за отключения какой-либо части электрической цепи ток в цепи отсутствует, говорят, что разомкнутая цепь .

Замкнутая цепь

Если в цепи нет разрыва и ток может течь от одной части цепи к другой части, цепь называется замкнутой цепью .

Короткое замыкание

Если две или более фаз, одна или более фаз и заземление или нейтраль системы переменного тока или положительные и отрицательные провода или положительные или отрицательные провода и земля системы постоянного тока соприкасаются друг с другом напрямую или соединены вместе цепью с нулевым импедансом тогда цепь называется короткозамкнутой .

Электрические цепи могут быть дополнительно классифицированы в соответствии с их структурными характеристиками в любом:

  1. Схемы серии
  2. Параллельные цепи

  3. Серия параллельных цепей

Схема серии

Когда все элементы цепи соединенные один за другим в виде хвоста к головке и из-за которых будет только один путь протекания тока, тогда цепь называется последовательной цепью .

Элементы цепи тогда называются последовательно соединенными. В последовательной электрической цепи один и тот же ток протекает через все элементы, соединенные последовательно.

Параллельная цепь

Если компоненты соединены таким образом, что падение напряжения на каждом компоненте одинаково, то это называется параллельной цепью .

В параллельной цепи падение напряжения на каждом компоненте одинаково, но токи, протекающие через каждый компонент, могут различаться.Полный ток представляет собой сумму токов, протекающих через каждый элемент.

Примером параллельной цепи является электропроводка дома. Если одна из электрических ламп перегорает, ток все еще может течь через остальные лампы и приборы.

В параллельной цепи напряжение одинаково для всех элементов.

Когда резисторы соединены параллельно:

Чтобы найти общее сопротивление всех компонентов, сложите обратные значения сопротивлений каждого компонента и возьмите обратное значение суммы.

При параллельном соединении катушек индуктивности:

Суммарная индуктивность параллельно соединенных катушек индуктивности равна обратной сумме индуктивностей их отдельных индуктивностей.

При параллельном соединении конденсаторов:

Параллельное соединение конденсаторов действует как последовательное соединение. Суммарная емкость параллельно включенных конденсаторов равна сумме их индивидуальных емкостей.

Последовательно-параллельная цепь

Электрическая цепь, в которой некоторые элементы соединены последовательно, а некоторые элементы соединены параллельно, называется последовательно-параллельной цепью.

Большинство практических схем представляют собой последовательно-параллельные схемы. Очень распространенным примером является соединение проводников в роторе двигателя постоянного тока.

Электрические цепи 1

1

Мы начните с введения в электрические величины, такие как заряд, ток, напряжение, мощность, сопротивление, проводимость и импеданс. Мы определить источники напряжения и тока, как независимые, так и зависимые.

  • Чтение: Глава 1 и начать главу 2.Ознакомьтесь с кратким введением в TINA до нашей первой лаборатории.
  • Задачи: Мы начнем с текста «Анализ электрических цепей постоянного тока» для практических задач. DC глава 2: 7, 11, 13, 15, 17, 21, 23, 25, 27. 
  • Лаборатория: Запускаем семестр с надлежащими процедурами безопасности в лаборатории, а затем мы рассмотрим Требования к техническому отчету. Первая лаборатория — «Электрическая лаборатория» и «Источники постоянного тока и измерение». (упражнения для недель с первой по девятую можно найти в лабораторном руководстве DC)
2

Мы рассматриваем основные взаимосвязи, такие как Закон Ома, степенной закон и законы Кирхгофа, и начинаются последовательные цепи.

  • Чтение: Финиш глава 2 и начать главу 3.
  • Проблемы: DC глава 2: 53, 55, 57; DC глава 3: 9, 19, 23, 33, 35, 43, 46, 49, 53, 56, 59, 62. Попробуйте вступление Самопроверка
  • Лаборатория: Закон Ома и последовательные цепи постоянного тока
3

Продолжаем взаимосвязи и изучаем параллельные и последовательно-параллельные сети для случая постоянного тока.

  • Чтение: Завершить главу 3, прочитайте Дельта-Y Преобразования Доказательство.
  • Проблемы: DC глава 4: 7, 13, 15, 19, 29, 35, 39, 42, 47; DC глава 5: 5, 13, 15, 19, 25, 29, 39, 45.
  • Лаборатория: Параллельные цепи постоянного тока
4

Мы заканчиваем обсуждение основных последовательно-параллельных сетей для случая постоянного тока и ввести понятие источника преобразования.

5

Мы приступаем к методам сетевого анализа, а именно сеточный и узловой анализ.

  • Чтение: Завершено с главы 4 по раздел 9. Освежите свой мозг, прочитав примечания к одновременному Уравнения.
  • Проблемы: DC глава 7: 3, 11, 15, 19, 23, 27, 43, 47, 51, 59, 63, 71. Попробуйте DC Mesh-Nodal Self Тестовое задание.
  • Лаборатория: Анализ узлов
6

Мы продолжаем анализ сети, включая суперпозиция.Мы также вводим теорему Тевенина и теорему о передаче максимальной мощности.

  • Чтение: Завершено глава 4. Прочитайте максимум Доказательство теоремы о передаче мощности.
  • Проблемы: DC глава 6: 15, 23, 25, 29, 39, 45, 49, 51, 53, 59, 67, 71, 78, 81. Серийно-параллельный и многое другое Самопроверка.
  • Лаборатория: Анализ сетки
7

Заканчиваем работу по анализу резистивного постоянного тока схемы.На данный момент, , у нас будет промежуточный тест .

  • Чтение: Исследование для промежуточный!
  • Проблемы: DC глава 6: 65 с 94, 53 с 92. 
  • Лаборатория:  Теорема о суперпозиции
8

Начнем обсуждение элементов реактивной цепи, а именно катушки индуктивности и конденсаторы.

  • Чтение: Глава 6.
  • Проблемы:   AC глава 1: 7, 11, 27, 29, 33, 35, 37, 39. 
  • Лаборатория: Теорема Тевенина
9

Продолжаем обсуждение катушек индуктивности и конденсаторов. и исследовать естественные и ступенчатые реакции.

  • Чтение: Главы 7 и 8. Прочитайте вывод естественной реакции Конденсаторы.
  • Проблемы: DC глава 7: 1, 3, 9, 11, 13, 17, 23.DC глава 8: 1, 3, 5, 15, 23, 29. 
  • Лаборатория: Максимальная передача мощности
10

Мы начать анализ синусоидального устойчивого состояния. Начнем с обзора комплекса числа и учитывать полярный, прямоугольный и экспоненциальный форматы.

  • Чтение:  Начало глава 9. Ознакомьтесь с примечаниями к синусоиде а также прочитать заметки о Фурье Анализ и обертоны.
  • Проблемы:   Мы переходим к тексту Анализ электрической цепи переменного тока для практических задач. AC глава 2: 5, 7.
  • Лаборатория: Основные цепи RL и RC (все лабораторные упражнения с этого момента находятся в лабораторном руководстве AC)
11

Мы ввести понятие фазоров. Введем стационарные синусоидальные возбуждение цепей RLC. Когда это будет завершено, у нас будет второй тест.

  • Чтение:  Завершить главу 9. Прочтите параллельную серию Преобразование доказательств.
  • Проблемы: AC глава 2: 9, 11, 33, 39, 49, 66; АС глава 3: 13, 21, 27, 33, 39, 43; Глава переменного тока 4: 9, 13, 19.  
  • Лаборатория:  Осциллограф
12

Продолжаем установившееся синусоидальное возбуждение RLC схемы. Это включает в себя треугольник мощности, коэффициент мощности и максимальную передача мощности для случая переменного тока.

  • Чтение:  Старт глава 10.
  • Проблемы: AC глава 5: 7, 17, 21, 29, 33, 41, 53, 57, 77; AC глава 6: 1, 13, 23, 31, 41, 45.
  • Лаборатория: Цепи RLC серии
13

Мы изучаем расчеты синусоидальной установившейся мощности включая мгновенная мощность, среднеквадратичное значение, «комплексная» мощность и т.п.

14

Исследуем сбалансированные трехфазные цепи и трансформаторы.

  • Чтение: Глава 11.
  • Проблемы: AC глава 9: 1, 3, 9, 15; DC глава 10: 15, 17, 22, 23.
  • Лаборатория: Максимальная передача мощности переменного тока, Пассивный кроссовер или громкоговоритель Модель импеданса в зависимости от интереса класса.

Электрические цепи — Видео по физике от Brightstorm

Поговорим об электрических цепях. Что такое электрическая цепь? Ну, электрическая цепь — это одна или несколько петель провода, которые соединяют кучу элементов цепи.Обычно ток может течь по всей цепи. Если ток не может протекать через него полностью, я не буду называть это цепью. Хорошо.

Цепи обычно питаются от батареи. То, как мы представляем батареи, таково: у нас есть такая длинная полоса, это положительная сторона батареи, а затем у нас есть короткая полоса, это отрицательная сторона батареи. Резисторы — это еще один элемент схемы, о котором я буду говорить в этой статье, и они представлены этой маленькой странной волнистой линией.Таким образом, важная вещь в рисовании волнистой линии заключается в том, что вы должны двигаться ниже и выше прямой линии. Прямая линия просто представляет провод. На самом деле ничего не делает, кроме подключения элементов схемы. Так что у него нет никакой разности потенциалов, никакого сопротивления или чего-то в этом роде. Он просто соединяет различные элементы схемы. Говорит вам, где вещи связаны. Хорошо. Таким образом, цель батареи — управлять цепью, а цель резистора — использовать энергию.

Итак, какие есть примеры резисторов? Ну, по сути, все, что вы хотите подключить, это резистор. Лампочка, резистор. Телевидение, резистор. Автомобиль, резистор. Микроволновка, резистор, все резисторы. Все, что вы подключаете для использования энергии, является резистором. Вот как это будет представлено на принципиальной схеме, подобной этой. Хорошо. Итак, давайте посмотрим, как мы можем на самом деле решить схему.

Итак, предположим, что у меня есть схема, похожая на эту. Хорошо. У меня аккумулятор на 20 вольт.Заметьте, я не поставил плюс и минус. Я поставил длинную и короткую, и вы должны знать, что длинная — это плюс, а короткая — минус. И я хочу знать, какой ток через эту цепь? Хорошо. Мы собираемся сделать это двумя разными способами. Первый способ несколько прямолинейный, и в этом случае он даст нам довольно быстрый ответ. второй способ немного сложнее, но он гораздо более широко применим. Хорошо. Итак, пойдем по первому пути.

Так что я хочу сказать, смотрите.Эти провода — идеальные проводники, вот что они представляют. Это означает, что между ними не может быть никакой разности потенциалов. Итак, если между ними нет разности потенциалов, разность потенциалов здесь составляет 20 вольт, тогда разность потенциалов здесь должна быть 20 вольт. Итак, пришло время для закона Ома. Итак, мы скажем, дельта v равно минус ir, разность потенциалов -20 вольт равна минус i, умноженная на то, что это, 4 Ом делят, и все готово. я равен 5 ампер. Итак, через эту цепь проходит ток 5 ампер.Хорошо.

Пойдем вторым путем. Второй способ связан с так называемым законом Кирхгофа. Кирхгоф сказал, что если вы проходите по петле в цепи и отслеживаете все разности потенциалов по мере прохождения, то к тому времени, когда вы вернетесь к тому, с чего начали, результирующая разность потенциалов должна быть равна нулю. Хорошо. Итак, мы начнем, и мы начнем прямо здесь, и мы просто пойдем по цепи в направлении тока. Так пройди через аккумулятор, какая разница потенциалов? Ну я набрал 20 вольт, так у меня получилось +20.Хорошо. Перейдите через провод здесь. Ничего не произошло. Перебери резистор, теперь закон Ома говорит мне, что я получаю падение потенциала ir. Итак, минус ir, и теперь я здесь, а потом снова иду через провод. И снова ничего не происходит. Теперь я вернулся к тому, с чего начал. Так что это означает, что все это привело меня к нулю. Так что теперь я перенесу этого парня на другую сторону уравнения и разделю. Таким образом, 20 вольт равны i для омов, и я разделю, и я получу 5 ампер, равных i. Тот же ответ, который я получил раньше, конечно, должен быть, не может быть двух разных действительных методов, дающих вам разные ответы.Хорошо.

Так зачем мне этот метод Кирхгофа? Ну, это гораздо более широко применимо к другим ситуациям, когда я не могу привести такие простые аргументы разности потенциалов. Итак, давайте посмотрим на эту схему здесь.

У меня тут два резистора. Итак, теперь я хочу запустить лампочку и телевизор, верно? И я хочу запустить их на одной и той же схеме. Хорошо. Так что я собираюсь использовать Кирхгофа, потому что пока не знаю, как привести эти потенциальные аргументы. Хорошо. Итак, мы начнем, и у нас есть 16 вольт, ничего, минус 5i минус 3i.И теперь мы вернулись к началу, так что у нас есть ноль. Сложив 5 и 3, мы получили 16=8i и, следовательно, ток равен 2 ампера. Но это не то, о чем просила проблема. Проблема тока не просила. Он хочет знать, какова разность потенциалов на резисторе 3 Ом? Боже, я не знаю. Ну вот теперь у меня тока 2 ампера. Разность потенциалов на любом резисторе определяется по закону Ома, дельта v равна ir. Так 2 раза по 3,6 вольта. И так идут эти схемы. По сути, все они очень, очень, очень просты, но вы узнаете, что есть способы комбинировать эти резисторы, которые делают это еще проще.

Однако закон Кирхгофа, независимо от того, насколько сложна цепь, закон Кирхгофа всегда позволит вам записать уравнения, описывающие цепь, в количестве, достаточном для получения каждой части информации, которую вы можете получить от нее, при условии, что вы хотите тратить время на решение всех этих уравнений.

Хорошо. Это электрические цепи.

Электрические цепи

Электрическая цепь представляет собой замкнутый контур, по которому может протекать ток.Электрическая цепь может состоять практически из любых материалов (включая людей, если мы не будем осторожны!), но на практике они обычно состоят из электрических устройств, таких как провода, батареи, резисторы и переключатели. Обычный ток будет течь по полному замкнутому пути (замкнутой цепи) от высокого потенциала к низкому, поэтому электроны фактически текут в противоположном направлении, от низкого потенциала к высокому потенциалу. Если путь не является замкнутым контуром (разомкнутая цепь), заряд не будет течь.

Электрические цепи, представляющие собой трехмерные конструкции, обычно представляются в двух измерениях с помощью схем, известных как принципиальные схемы. Эти схемы представляют собой упрощенные стандартизированные представления, в которых общие элементы схемы представлены специальными символами, а провода, соединяющие элементы схемы, представлены линиями. Схемы основных схем показаны слева.

Чтобы ток протекал по цепи, у вас должен быть источник разности потенциалов.Типичными источниками разности потенциалов являются гальванические элементы, батареи (состоящие из двух или более элементов, соединенных вместе) и источники питания (напряжения). Мы часто называем гальванические элементы батареями в общепринятой терминологии. Рисуя элемент или батарею на принципиальной схеме, помните, что более длинная сторона символа — это положительный полюс.

Электрические цепи должны образовывать полный проводящий путь для прохождения тока. В примере цепи, показанном внизу слева, цепь не завершена, потому что переключатель разомкнут, поэтому ток не будет течь, и лампа не загорится.Однако в схеме внизу справа переключатель замкнут, создавая замкнутый контур. Пойдет ток и лампа загорится.

Обратите внимание, что на рисунке справа обычный ток будет течь от положительного к отрицательному, создавая путь тока по часовой стрелке в цепи. Однако настоящие электроны в проводе текут в противоположном направлении или против часовой стрелки.

 

 

Энергия и мощность

Точно так же, как механическая мощность — это скорость, с которой расходуется механическая энергия, электрическая мощность — это скорость, с которой расходуется электрическая энергия.Ранее мы узнали, что когда вы работаете над чем-то, вы изменяете его энергию, и что электрическая работа или энергия равна разности потенциалов, умноженной на заряд. Следовательно, мы можем записать наше уравнение для электрической мощности как:

Однако мы также знаем, что количество заряда, проходящего через точку в заданную единицу времени, является текущим, поэтому мы можем продолжить наш вывод следующим образом:

Таким образом, электрическая мощность, затрачиваемая в цепи, представляет собой электрический ток, умноженный на разность потенциалов (напряжение).Используя закон Ома, мы можем еще больше расширить это, чтобы предоставить нам несколько различных методов расчета электрической мощности, рассеиваемой резистором:

Конечно, закон сохранения энергии все еще действует, поэтому энергия, используемая в резисторе, преобразуется в тепло (в большинстве случаев) и свет или может быть использована для выполнения работы. Давайте посмотрим, сможем ли мы применить эти знания на практике.

 

Вопрос: 110-вольтовый тостер потребляет ток силой 6 ампер при максимальном значении мощности, когда электрическая энергия преобразуется в тепловую.Какова максимальная мощность тостера?

Ответ:

 

Вопрос: Какова минимальная информация, необходимая для определения мощности, рассеиваемой на резисторе неизвестного номинала?

  1. разность потенциалов на резисторе, только
  2. ток через резистор, только
  3. ток и разность потенциалов, только
  4. ток, разность потенциалов и время работы

Ответ: (3) только разность тока и потенциала (P=VI).

 

 

.

0 comments on “Электрические цепи это: определение, элементы, схемы. Топология и методы расчета

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.