Какво е електрическа схема. DC електрическа верига и нейните характеристики

Електрическа верига това е колекция от устройства, предназначени да генерират, предават, трансформират и използват електрическа енергия, процеси, при които могат да бъдат описани с помощта на понятията електрически ток, напрежение и ЕМП

Електрическите вериги (2.2) включват също така комутационно и защитно оборудване. Електрическите вериги могат да включват електрически устройства за измерване на силата на тока, напрежението и мощността.

Когато се описват електрическите вериги, се използват следните понятия: клон на електрическа верига, възел на електрическа верига, верига, двуполюсен, четириполюсен.

Клон на електрическа веригае секция, елементите на която са свързани последователно. Токът във всички елементи е еднакъв.

Сглобяване на електрическа верига- това е точката на свързване на три и повече клона на електрическата верига (2.3).

Веригае всеки път по клоните на електрическа верига, започващ и завършващ в една и съща точка.

Биполярное част от електрическа верига с два специални проводника.

Квадрупол- част от електрическа верига с две двойки клеми.

Режими на работа на електрическите вериги

Електрическата верига, в зависимост от стойността на съпротивлението на натоварване R, може да работи в различни характерни режими:

    номинален;

    договорено;

    празен ход;

    късо съединение.

Номинален режим- това е проектният режим, при който елементите на веригата (източници, приемници, електропроводи) работят при условия, съответстващи на проектните данни и параметри.

Изолацията на източника, електропровода, приемниците е проектирана за определено напрежение, наречено номинално. Превишаването на това напрежение води до повреда на изолацията, увеличаване на токовете във веригата и други аварийни последици.

Термичният режим на енергийните източници или приемници е проектиран да отделя определено количество топлина в тях, тоест за определена мощност, а последната зависи от квадрата на тока RI 2 , rI 2 .

Изчисленият топлинен ток се нарича номинален.

Стойността на номиналната мощност за източник на електрическа енергия е най-високата мощност, която източникът при нормални работни условия може да даде на външна верига без риск от повреда на изолацията и надвишаване на допустимата температура на отопление.

За приемници на електрическа енергия, като двигатели, това е мощността, която може да се развие върху вала при нормални работни условия. За други приемници на електрическа енергия (отопление и осветление) е тяхната мощност при номинален режим. Номиналните стойности на напрежения, токове и мощности са посочени в паспортите на продукта.

Координиран режим на работа- това е режимът, в който работи електрическата верига (източник и мивка), когато съпротивлението на натоварване R е равно на вътрешното съпротивление на източника r. Този режим се характеризира с предаването от дадения източник на приемника на максимално възможната мощност. Въпреки това, в координирания режим ефективността от \u003d 0,5 е ниска, а за мощни вериги работата в координиран режим е икономически нерентабилна. Съответстващият режим се използва главно в схеми с ниска мощност, ако K.P.D. не е от съществено значение, но се изисква да се получи възможно най-висока мощност в приемника.

Режим без товар и късо съединение.Тези режими са ограничителните режими на работа на електрическата верига.

В режим на празен ход външната верига е отворена и токът е нула. Тъй като токът е нула, спадът на напрежението във вътрешното съпротивление на източника също е нула (rI \u003d 0) и напрежението на клемите на източника е равно на EMF ( \u003d U). От тези отношения следва методът за измерване на ЕМП (2.7) на източника: с отворена външна верига волтметър, чието съпротивление може да се счита за безкрайно голямо, измерва напрежението на неговите клеми.

В режим на късо съединение проводниците на източника са свързани помежду си, например, съпротивлението на товара се затваря от проводник с нулево съпротивление. Тогава напрежението в приемника е нула.

Съпротивлението на цялата верига е равно на вътрешното съпротивление на източника, а токът на късо съединение във веригата е:

Аз k.z. = / r.

Той достига максимално възможната стойност за даден източник и може да причини прегряване на източника и дори да го повреди. За да се предпазят източниците на електрическа енергия и захранващите вериги от токове на късо съединение, в вериги с ниска мощност са монтирани предпазители, прекъсвачи в по-мощни вериги и специални ключове за високо напрежение във вериги с високо напрежение.

Реална електрическа верига - набор от устройства, предназначени за предаване, разпределение и преобразуване на енергия. Съдържа източници на електрическа енергия, приемници на електрическа енергия, измервателни уреди, комутационно оборудване, свързващи линии и проводници. Електрическа веригае съвкупност от свързани по определен начин консуматори (или съответно активни и пасивни елементи) и преобразуватели на електрическа енергия. Веригата се нарича пасивенако се състои само от пасивни елементи, и активенако съдържа и активни елементи.

Източник на електрическа енергиясе нарича елемент от електрическа верига, който преобразува неелектрическата енергия в електрическа енергия. Потребител на електрическа енергиясе нарича елемент от електрическа верига, който преобразува електрическата енергия в неелектрическа енергия. Преобразувател на електрическа енергиясе нарича устройство, което променя количеството и формата на електрическата енергия.

За да се извърши изчислението, е необходимо всяко електрическо устройство да го представи еквивалентна схема... Еквивалентната схема на електрическа верига се състои от набор от идеализирани елементи (резистор, кондензатор, индуктор).

Волтаж :

Извиква се връзката между тока и напрежението на елемента на веригата характеристика на токовото напрежение (VAC)елемент, който обикновено се изобразява графично.

Като потребител в теорията на електрическите вериги постоянен ток има резистор, характеризиращ се със съпротивление (R), за който важи законът на Ом:

Идеализиран източник на токЕ елемент на веригата, чийто ток не зависи от напрежението и е дадена постоянна стойност.

При реален източник на ток генерираният ток намалява с увеличаване на напрежението. Всеки реален източник на ток може да бъде преобразуван в идеализиран, както следва:

Комбинирайки тези две формули, получаваме:

За източник на обратен ток

Комбинираната форма на обобщения закон на Ом за клонове, съдържащи текущ източник:

Където горната маркировка съответства на диаграмата, в която U J и J съвместно режисиран.


  1. Структура на електрическата верига.
Структурните или топологичните свойства на веригата включват нейните характеристики, които не са свързани с характеристиките на активните и пасивните елементи, включени в нея. Те включват следните понятия: клон, възел, контур.

Клонелектрическа верига се нарича секция, елементите на която са свързани последователно един след друг и се обикалят от същия ток.

Възелелектрическа верига е кръстовището на няколко клона. Възелът свързва поне три клона и е точка на разклонение.

Клоновете се считат за свързани последователно,ако са облети от същия ток. Клоновете се считат за свързани успоредно,ако са прикрепени към една и съща двойка възли.

Контурелектрическа верига се нарича набор от последователни клонове. Възлите, в които тези клонове се свързват, са точки на разклонения. При обхождане затворенначалните и крайните точки на контура са еднакви.
Извиква се верига, в която няма клонове едно верига,ако има клонове - много верига.Много веригата се характеризира с броя на независимите вериги. Наборът от независими контури се определя от факта, че всеки от следващите контури, започвайки от елементарния, се различава поне в един нов клон. Броят на независимите контури може да се определи по формулата на Ойлер:

Кога паралелно връзка, ролята на еквивалентна проводимост (или проводимостта на еквивалентен потребител) се играе от сумата на проводимостта на всички консуматори (фиг. 1.12.).

9-10) Еквивалентна трансформация "Звезда - триъгълник"

На възли а, б, ° С както триъгълника, така и звездата на фиг. 1.14. свържете се към останалата част от веригата. Преобразуването на триъгълник в звезда трябва да бъде такова, че за същите стойности потенциалите на едноименните точки на триъгълника и звездата, токовете, протичащи към тези точки, бяха еднакви, тогава цялата външна верига "няма да забележи" замяната.

Нека изразим U ab на триъгълника през параметрите на консуматорите и токовете, протичащи към тези възли. Нека напишем уравнения на Кирххоф за контура и възлите a и b.

Заменете токовете в първото уравнение Аз 3 и Аз 2 към съответните изрази:

Сега получаваме израз за същото напрежение, когато свързваме потребителите със звезда:

По този начин , съпротивлението на звездния лъч е равно на произведението на съпротивленията на съседните страни на триъгълника, разделено на сумата от съпротивленията на трите страни на триъгълника.

Формулите за обратно преобразуване могат да бъдат изведени независимо или като последица от връзките чрез проводимостта:

Или чрез съпротива:

11) Баланс на мощността.

Според закона на Джоул-Ленц цялата електрическа енергия, предадена на проводник в резултат на работата на силите електрическо поле, се превръща в топлинна енергия:

Според обобщения закон на Ом.

Оттук следва закона за запазване на енергията, според който алгебричната сума на мощностите, подадени на всички клонове на разклонената електрическа верига, е равна на нула:

Има и друга форма на запис на баланса на мощността:

От лявата страна се сумират мощностите на енергийните източници, а от дясната - мощностите, преобразувани в топлина при потребителите. Капацитетите, които отделят енергия, се вземат със знак "+", а работещите в режим на консуматори - със знак "-".

12) Изчисляване на неразклонени електрически вериги

Основата за изчисляване на едноконтурни (неразклонени) електрически вериги, съдържащи източници от двата вида и потребителите, са законите на Ом и Кирхоф, разгледани по-рано.

Ако във веригата няма източници на ток и параметрите на потребителите ( R)и източници на напрежение ( Е.), тогава задачата обикновено е да се определи тока на контура. Положителната посока на желания ток се избира произволно и се съставя уравнение:

Ако е във веригата, с изключение на потребителя ( R) и източници на ЕМП ( Е), има текущ източник ( J), тогава проблемът обикновено се свежда до определяне на напрежението в източника на ток U J защото контур ток Аз съвпада с посочения ток на източника J. Положителна полярност U J се избира произволно, но за предпочитане е да поставите знак "+" на върха на стрелката (тази полярност съответства на формулата :). Истинска полярност U J съвпада с избрания, ако по време на изчислението U J се изразява като положително число и е противоположно на избрания ако U J. Желан спад на напрежението в източника на ток U J при липса на източници на ЕМП се определя по формулата.

13) Метод на пропорционална стойност.

В най-отдалечения от източника клон ( R 6) се задават от някаква стойност на ток или напрежение. За удобство на изчисленията това обикновено е 1A или 1B. След това, преминавайки към началото на веригата, токовете и напреженията на всички клонове се определят на свой ред до клона, съдържащ източника. Това определя какво напрежение U вход и ток Аз в х ... трябва да има източник, за да индуцира във всички клонове токовете и напреженията на изчислените стойности. Ако EMF ( Е.) или задвижващ ток ( J) не съвпадат с тези стойности, тогава е необходимо пропорционално да се изменят изчислените стойности на токовете и напреженията на клоните, като се умножат по съотношението или.

Аз 3 може да се определи от I закон на Kirchhoff:

U 24 се определя съгласно II закон на Kirchhoff:

14) Методът на еквивалентни трансформации. Формула на токове в паралелни разклонения.

Разклонената верига с един източник обикновено се опростява чрез преобразуване в неразклонена.

По-нататъшно изчисление:

Текущ Аз 3 определено от закона на Кирххоф:

При извършване на изчисления е удобно да се използва формула за токове в два паралелни пасивен клонове... Нека го изведем на примера на схема. Законното напрежение на Ом се определя по формулата

15) Метод на уравненията на Кирххоф.


  1. Определете теченията на клоните и произволно изберете тяхната положителна посока.

  2. Изберете свободно въртящ възел и популация p \u003d m - n +1 независими вериги.

  3. За всички възли, с изключение на референтния, съставете уравнения съгласно I закона на Kirchhoff. Трябва да има такива уравнения ( н -1).

  4. За всеки избран контур съставете уравнения съгласно II закона на Kirchhoff. Трябва да има такива уравнения стр.

  5. Система м Уравнения на Кирххоф с м неизвестните токове се решават заедно и се определят числените стойности на токовете.

  6. Ако е необходимо, изчислете напреженията на разклоненията или потенциалната разлика на възлите, като използвате обобщения закон на Ом.

  7. Проверете правилността на изчислението, като използвате баланса на мощността.
Ако веригата има q текущи източници и веригите са избрани по такъв начин, че всеки източник на ток да влезе само в една верига, тогава броят на уравненията съгласно закона на Кирххоф II може да бъде намален до m - n +1 - q.

16) Метод на контурния ток

Петличните токове се приемат като търсените. Броят на неизвестните в този метод е равен на броя на уравненията, които би трябвало да бъдат съставени за схемата съгласно II закон на Kirchhoff, т.е. ... Въз основа на II закон на Kirchhoff
От намерените контурни токове, използващи закона на I Kirchhoff, се определят токовете на клоните.

По този начин методът за изчисляване на постояннотокова верига с помощта на метода на контурния ток е както следва:



  1. Изберете свободно население стр независими вериги, приложете върху веригата положителната посока на токовете на веригата, протичащи в избраните вериги.

  2. Определете собствени, общи съпротивления и контурна ЕМП и ги заместете в система от уравнения на формата.
Общо съпротивление контур (R ij \u003d R джи ) е алгебричната сума на съпротивленията на потребители на клон (няколко клона), принадлежащи едновременно на iта и jти контури. Тази сума включва съпротивлението със знак "+", ако токовете на контура преминават през това съпротивление в една посока (според), и знака "-", ако текат противоположно.

Вътрешно съпротивление на веригата (R ii ) е аритметичната сума на съпротивленията на всички потребители, намиращи се в iти контур.

Контурна ЕМПпредставляват алгебричната сума на EMF на източниците, включени във веригата. Със знака „+” тази сума включва ЕМП на източници, действащи в съответствие с байпаса на веригата, а със знака „-” ЕМП на източници, действащи в противоположни посоки.


  1. Решете получената система от уравнения за контурни токове, използвайки метода на Cramer.

  1. Определете токовете на клоните през контурните токове съгласно закона на I Kirchhoff.

  2. Проверете верността на изчисленията, като използвате баланса на мощността.
Ако веригата съдържа q текущи източници, броят на съвместно обмислените уравнения се намалява с q и става равен p - q, тъй като токовете в такива клонове са известни Необходимо е всеки източник на ток да влиза само в една верига.

17) Метод на възловите потенциали.

В случай че p-1 - брой възли, стр - броят на независимите контури), този метод е по-икономичен от метода на контурния ток. Произхожда от първия закон на Кирххоф и обобщения закон на Ом (чрез потенциали).


  1. Определете всички клонови токове и тяхната положителна посока.

  2. Изберете свободно референтен възел (? н ) и номерирайте всички останали ( н-1) възли.

  3. Определете вътрешната и общата проводимост на възлите, както и възловите токове, т.е. изчислете коефициентите в системата от уравнения.
Вътрешната проводимост на възела (G ii ) е аритметичната сума на допусканията на всички разклонения, свързани в ith възел.

Общата проводимост на i-тия и j-тия възел (G ij \u003d G джи ) е сумата от допуските на клоните, свързани едновременно с аз-о и j-ти възли.

Проводимостите на клоните с източници на ток се приемат за нула и не са включени във вътрешната и общата проводимост!

Нодален ток (J ii ) се състои от две алгебрични суми: първата съдържа токовете на текущите източници, съдържащи се в клоните, свързани в аз -ома възел; второто е произведението на ЕМП на източници на напрежение от проводимостта на съответните разклонения, свързани в аз -ома възел. Със знак „+“ тази сума включва Е и J източници, действие

В електротехниката се разглеждат устройството и принципът на действие на основните електрически устройства, използвани в ежедневието и индустрията. За да работи електрическо устройство, трябва да се създаде електрическа верига, чиято задача е да прехвърли електрическа енергия към това устройство и да му осигури необходимия режим на работа.

Електрическа верига е съвкупност от устройства и обекти, които образуват път за електрически ток, електромагнитни процеси, в които могат да бъдат описани с помощта на понятията електрически ток, ЕМП ( електродвижеща сила) и електрическо напрежение.

ЕМП е стойност, която характеризира неелектростатичен източник на енергия в електрическа верига, която е необходима за поддържане на електрически ток в нея. EDS е числено равна на работата по преместване на единица положителен заряд заедно затворена верига. Пълна едс в верига с постоянен ток е равна на потенциалната разлика в краищата на отворена верига. В SI се измерва във волта.

« Електрическият ток е подредено (насочено) движение на заредени частици - електрони»Правилно е само за електрически ток във вакуум или по-точно за електрически вакуумни устройства.

Алтернатива на класическата концепция за електрически ток в проводник е диполният атомен модел. Когато са изложени на енергията на източник на електрически ток, всички диполи на атомите на проводника се обръщат, ориентирайки се от техните подобни полюси в една посока, осигурявайки моментален (със скоростта на светлината) енергиен трансфер към противоположния край на проводника.
Тогава определението за електрически ток за проводници ще изглежда така:
"Електрическият ток е способността на атомите на проводниците да осъществяват пренасянето на електрически заряди чрез магнитна ориентация под въздействието на енергията на източник на електрически ток."
Не е ясно какъв е превозвачът електрически заряд? В крайна сметка диполите не се движат по проводника, а само се ориентират магнитно полезавъртане на място. И таксата е собственост материални тела и от своя страна не може да съществува без носител.
И всъщност няма енергиен носител, който да се движи по проводника! Енергията пътува под формата на фотони - точка електромагнитни вълни имащи ясна геометрична форма и поляризация. Тъй като фотонът няма маса, той е способен да се движи със скоростта на светлината - подобно на радиосигнал, тъй като и светлината, и радиосигналът също са поток от фотони. В същото време, движейки се с такава огромна скорост, при липса на маса, той може рязко (без инерция) да промени посоката си. Ако това движение бъде поверено на електрони, те ще "пробият" металите, унищожавайки ги на молекулярно ниво, като малки космически "отломки", въртящи се с космическа скорост в околоземни орбити, и периодично деактивирайки скъпите космически кораби, "пробивайки" кожата на превозните средства през и през ... Между другото, в електровакуумните устройства, където електроните действително действат като енергийни носители, се наблюдава това явление.



Електрическо напрежение (електрически потенциал) се измерва с инструмент, наречен волтметър - потенциалната разлика, която кара тока да тече, се измерва във волта (V). Подобно на тока, за да се увеличи обхватът на обозначенията, има множество префикси: (микро - микроволта (μV), мили - миливолта (mV), кило - киловолта (kV), мега - мегаволта (MV).

За анализ и изчисление електрическата верига е графично представена под формата на електрическа схема, съдържаща символите на нейните елементи и методи за свързването им. Електрическата схема на най-простата електрическа верига, която осигурява работата на осветителното оборудване, е показана на фиг. 1.1.

Всички устройства и обекти, съставляващи електрическа верига, могат да бъдат разделени на три групи:

1) Източници на електрическа енергия (захранване).

Обща собственост всички източници на енергия е превръщането на някаква форма на енергия в електрическа енергия. Източници, в които се случва превръщането на неелектрическата енергия в електрическа енергия, се наричат \u200b\u200bпървични източници. Вторични източници са тези източници, които имат едновременно входна и изходна мощност - електрическа енергия (например токоизправители).

2) Потребители на електрическа енергия.

Общо свойство на всички потребители е превръщането на електричеството в други форми на енергия (например отоплително устройство). Потребителите понякога се наричат \u200b\u200bтовар.

3) Допълнителни елементи на веригата: свързващи проводници, комутационно оборудване, защитно оборудване, измервателни уреди и др., Без които реалната верига не работи.

Всички елементи на веригата са обхванати от един електромагнитен процес.

IN електрическа схема на фиг. 1.1 електрическа енергия от ЕМП източник Е, който има вътрешно съпротивление r 0, с помощта на спомагателни елементи, веригите се предават чрез регулиращия реостат R на консуматорите (товар): електрическите крушки EL 1 и EL 2.

Основни понятия и определения за електрическа верига

За изчисление и анализ реална електрическа верига е представена графично под формата на изчислена електрическа верига (еквивалентна схема). В тази диаграма реалните елементи на веригата са изобразени със символи, а помощните елементи на веригата обикновено не са показани и ако съпротивлението на свързващите проводници е много по-малко от съпротивлението на други елементи на веригата, то не се взема предвид. Източникът на енергия е показан като източник на EMF E с вътрешно съпротивление r 0, реалните консуматори на постоянен ток електрическа енергия се заменят с техните електрически параметри: активни съпротивления R 1, R 2, ..., R n. Съпротивлението R отчита способността на реалния елемент на веригата да преобразува необратимо електричеството в други видове, например топлинно или лъчисто.

При тези условия веригата на фиг. 1.1 може да бъде представена под формата на изчислена електрическа верига (фиг. 1.2), в която има източник на енергия с EMF E и вътрешно съпротивление r 0, и консуматори на електрическа енергия: регулиращ реостат R, крушки EL 1 и EL 2 се заменят с активни съпротивления R, R 1 и R2.


Източникът на ЕМП в електрическата верига (фиг. 1.2) може да бъде заменен от източник на напрежение U, а условната положителна посока на напрежението на източника U е настроена противоположно на посоката на ЕМП.

Когато се изчислява в електрическата схема, се разграничават няколко основни елемента.

Клон на електрическа верига (верига) е участък на верига със същия ток. Клонът може да се състои от един или повече елементи, свързани последователно. Диаграмата на фиг. 1.2 има три клона: клон bma, който включва елементите r 0, E, R и в който се появява токът I; клон ab с елемент R 1 и ток I 1; разклонява anb с елемент R 2 и ток I 2.

Възел на електрическата верига (диаграми) - кръстовището на три или повече клона. На диаграмата на фиг. 1.2 - два възела a и b. Разклоненията, прикрепени към една двойка възли, се наричат \u200b\u200bуспоредни. Съпротивленията R 1 и R 2 (фиг. 1.2) са в паралелни разклонения.

Контур е всяка затворена пътека, която минава по няколко клона. На диаграмата на фиг. 1.2, могат да се разграничат три контура: I - bmab; II - анба; III - manbm, на диаграмата стрелките показват посоката на обхода на цикъла.

Условните положителни посоки на ЕМП на захранващите устройства, токовете във всички разклонения, напреженията между възлите и на клемите на елементите на веригата трябва да бъдат зададени за правилното писане на уравнения, описващи процесите в електрическата верига или нейните елементи. На диаграмата (фиг. 1.2) стрелките показват положителните посоки на ЕМП, напрежения и токове:

а) за източници на ЕМП - произволно, но трябва да се има предвид, че полюсът (терминал на източника), към който е насочена стрелката, има по-голям потенциал по отношение на другия полюс;

б) за токове в клонове, съдържащи източници на ЕМП - съвпадащи с посоката на ЕМП; във всички останали клонове произволно;

в) за напрежения - съвпадащи с посоката на тока в клона или елемента на веригата.

Всички електрически вериги са разделени на линейни и нелинейни.

Елемент на електрическа верига, чиито параметри (съпротивление и т.н.) не зависят от тока в нея, се нарича линейна, например електрическа пещ.

Нелинеен елемент, например лампа с нажежаема жичка, има съпротивление, стойността на което се увеличава с увеличаване на напрежението и следователно тока, подаван към лампата.

Следователно, в линейна електрическа верига всички елементи са линейни и електрическа верига, съдържаща поне един нелинеен елемент, се нарича нелинейна.

Тема: Електромагнитни явления

Урок: Електрическа верига и нейните компоненти

Спомнете си, че в последния урок определихме три условия за наличие на електрически ток:

1. наличието на такси;

2. наличието на източник на ток (галваничен елемент и др.). Източникът на ток създава електрическо поле вътре в проводника, което кара зарядите да се движат;

3. наличието на електрическа верига. За последната концепция ще говорим днес.

Електрическата верига трябва да съдържа източник на ток (фиг. 1-3), тоест елемент, който създава електрическо поле във веригата и осигурява движението на заредени частици, и токов консуматор, т.е., например всеки домакински уред (фиг. 4) : електрическа крушка, фенерче, компютър, телевизор, пералня, хладилник и др. Източникът на ток и консуматорите винаги са свързани чрез проводници (проводници), т.е. от такива елементи, които могат да провеждат електричество и притежават голяма сума свободни заредени частици.

Фигура: 1. Галванична клетка ()

Фигура: 2. Батерия ()

Фигура: 3. Електроцентрала ()

По този начин електрическата верига има следните основни компоненти: източник на ток, консуматори на ток, свързващи проводници.

Разбира се, настоящите потребители се състоят от по-малки елементи, всеки от които има свое име, функция и характеристики. Електрическите вериги могат да бъдат сложни и прости, ще започнем да ги изучаваме с най-простите опции, например с устройство за фенерче. Неговите компоненти включват: захранване, крушка, свързващи проводници и превключвател. В края на урока ще сглобим електрическа верига, подобна на веригата във фенерчето, и ще обсъдим как работи.

За удобство е обичайно електрическите вериги да се изобразяват под формата на диаграми, в които са приети определени обозначения на различни елементи. Символите на елементите на електрическите вериги са известни и класифицирани по определен начин, има много от тях, но ще се запознаем с основните.

Определение. Електрическа веригапоказано на фигурата се нарича електрическа верига.

Галванична клетка(текущ източник)

Както се вижда от фигурата, дългата ивица означава положителния полюс на източника, а късата ивица - отрицателната

Галванична батерия(батерия)

По този начин е посочена връзката на няколко галванични клетки.

Свързващи проводници

Съединението на проводниците е обозначено с удебелена точка, която също често се нарича възел.

Несвързващи проводници

Проводниците, които не се свързват, не се открояват на кръстовището

Лампа с нажежаема жичка(крушка)

Скоби за свързване на електрически уреди

Можете да свържете всеки електрически уред към подобен елемент на схемата

Ключ (превключвател)

Елемент на веригата за затваряне и отваряне

Електрическа камбана

За да запомните това обозначение, можете да забележите, че изглежда като гъба

Резистор

Този елемент на веригата има високо съпротивление

Нагревателен елемент

Предпазител

Устройство, което осигурява безопасността на електрическата верига

Елементите, изброени в таблицата, са съставни части най-простите електрически вериги.

Нека разгледаме най-простата електрическа верига, като използваме примера на фенерче. Включва захранване, крушка с нажежаема жичка, свързващи проводници и ключ (ключ).

Удобно е да сглобите веригата в следната последователност: първо свързваме електрическата крушка към един от полюсите на източника на ток (батерията), след това свързваме втория контакт на крушката към предварително отворения ключ (превключвател) и, за да затворим веригата, свързваме втория контакт на ключа към свободния полюс на източника на ток.

След събиране на веригата е ясно, че светлината не светва, тъй като тя все още е отворена с ключа и електрическият ток не тече (условието за затворената верига на електрическата верига не е изпълнено). Сега затваряме ключа и лампата светва (фиг. 5), тъй като веригата се затваря и всички условия за съществуването на електрически ток са изпълнени.

Фигура: пет.

Нека нарисуваме схема на електрическата верига, която сме събрали, като използваме символите, показани в таблицата (фиг. 6).

Фигура: 6.

Разбира се, няма смисъл да се разглеждат от практическа гледна точка онези електрически вериги, в които работата на електрическия ток не се извършва. Ще говорим за действието на електрически ток и как работи той по-късно.

В следващия урок темата ни ще бъде „Електрически ток в металите“.

Списък на литературата

  1. Gendenshtein L. E, Kaidalov A.B., Kozhevnikov VB Physics 8 / Ed. Орлова В. А., Ройзен И. И. - М.: Мнемозина.
  2. Перишкин А. В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. - М.: Образование.

Допълнителна стрпрепоръчителни връзки към интернет ресурси

  1. Академик ().
  2. Интернет портал Mukhin.ru ().
  3. YouTube ().

Домашна работа

  1. П. 78: въпроси номер 1-4, стр. 79: упражнение номер 13. Перишкин А. В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
  2. На ваше разположение са галваничен елемент, крушка, два ключа и свързващи проводници. Рисувам схематична диаграма електрическа верига, в която светлината се включва само когато и двата бутона са включени.
  3. Железен пирон и парче медна тел бяха залепени в лимон. Ще тече ли ток през жицата, която свързва нокътя и медната жица?
  4. Три жици висят от тавана в точката, където е прикрепен полилеят, през който протича ток след свързване на полилея. Ако полилеят е свързан правилно, два превключвателя работят по такъв начин, че единият да включва и изключва едната лампа, а другият - другите три. Начертайте диаграма на свързването на лампите в полилея, ключове и източник на захранване.

Човечеството отдавна се е научило да използва електрически явления природата за нейните практически цели за получаване, използване и трансформиране на енергия. Това действие се постига чрез използването на определени устройства. Оборудването заедно формира система. Тази система е известна като електрическа верига.

Верижни елементи

Електрическата верига съдържа такива компоненти като енергийни източници, консуматори, както и проводници, които ги свързват.

Има допълнителни верижни устройства като ключове, токомери и защитни устройства.

Източниците на енергия във веригата на такава верига са батерии, токови генератори и галванични клетки. Те също се наричат

В приемниците на електрическата верига електричеството се преобразува в друг вид енергия. Това оборудване включва двигатели, нагреватели, лампи и др.

Трябва да се отбележи, че системата може да бъде външна или вътрешна. Те се различават по наличието на приемник. В състава си има отворена верига и само затворена верига

DC електрическа верига

Токът, чиято величина не се променя във времето, се нарича постоянен.

Веригата, през която преминава такъв източник на електричество, има затворена система. Това са електрически вериги с постоянен ток. Те са съставени от различни елементи.

Кондензаторите се използват за осигуряване на постоянен източник на енергия в системата. Те са в състояние да натрупват резерви от електрически заряди.

Капацитетът на кондензатора зависи от размера на металните му пластини.

Колкото по-големи са те, толкова повече заряд може да натрупа този елемент от постояннотоковата електрическа верига. Капацитетът се променя в единици като farad (f). В диаграмата този елемент изглежда така.

Заедно с източници на ток и приемници, тези елементи образуват електрически вериги с постоянен ток.

Серийно свързване във верига

Голям брой електрически вериги се състоят от няколко токови приемника. Ако тези елементи са свързани последователно един с друг, тогава краят на единия приемник е свързан с началото на другия. то серийна връзка системи.

Съпротивлението в тази електрическа верига е равно на сумата от съпротивленията на всички проводници в системата. Те удължават пътя на тока, който ще бъде еднакъв в определени секции на системата.

Схемата на електрическата верига в класическата версия съдържа проводници, свързани последователно и е най-ясно описана от такова устройство като електрически гирлянд.

Недостатъкът на такава система е фактът, че в случай на повреда на един проводник, системата няма да работи като цяло.

Връзка с паралелна верига

Електрическа електрическа схема на паралелен тип свързване на елементи е система, при която началото на проводниците, съдържащи се в нея, са свързани в една точка, а краищата им в друга. Електрическият ток в такава електрическа система има няколко пътя. Разпределя се обратно пропорционално на съпротивлението на енергийните приемници.

Ако потребителите имат една и съща стойност на съпротивлението, тогава един и същ ток ще премине през тях. В случай, че един приемник на енергия има по-малко съпротивление, той може да премине през него по-актуалниотколкото чрез други елементи на системата.

Електрическа верига и електрически ток, протичащ през нея, характеризират електромагнитните процеси с помощта на напрежение и ток. Сумата на отделните елементи на системата ще бъде равна на тока в точката на тяхното свързване.

Чрез добавяне на нови елементи към такава схема, съпротивлението на системата ще намалее. Това се дължи на увеличаване на общото напречно сечение на проводниците при свързване на нов потребител на електроенергия. Положителна характеристика на този метод за свързване на веригата е автономността на всеки елемент.

Когато един потребител е изключен, общото напречно сечение на проводниците намалява и съпротивлението на електрическата верига става голямо.

Смесена връзка във верига

Смесената версия на връзката е доста разпространена в областта на електротехниката.

Тази схема съдържа както принципа на последователно, така и на паралелно свързване на проводници.

За да определите съпротивлението на няколко консуматора на такава верига, намерете отделно съпротивлението на всички паралелни и последователно свързани проводници. Те се приравняват на единичен проводник, което в крайна сметка опростява цялата верига.

Режими на веригата

Въз основа на индикаторите за натоварване се разграничават следните режими на работа на веригата: номинален, празен ход, затваряне и координация.

При номинална работа системата отговаря на характеристиките, посочени в информационния лист за оборудването. На празен ход образуван в случай на отворена верига. Този режим на работа се нарича авариен. Електрическата верига в режим на късо съединение има съпротивление, което е равно на нула. Това е и авариен режим.

Съвпадението се характеризира с движението на най-голямата мощност от източника на енергия към проводника. В този режим натоварването е равно на съпротивлението на захранването.

След като се запознахте с основните характеристики и видове система, като електрическа верига, става възможно да разберете принципа на действие на всяко електрическо оборудване. Това устройство за работа на системата се прилага за всеки електрически домакински уред. Прилагайки получените знания, можете да разберете причината за повреда на оборудването или да оцените правилността на неговата работа в съответствие с техническа характеристикадекларирани от производителя.