Çfarë është diagrami i qarkut. Qarku elektrik DC dhe karakteristikat e tij
Qarku elektrik është një koleksion i pajisjeve të krijuara për të gjeneruar, transmetuar, transformuar dhe përdorur energji elektrike, proceset në të cilat mund të përshkruhen duke përdorur konceptet e rrymës elektrike, tensionit dhe EMF
Qarqet elektrike (2.2) gjithashtu përfshijnë pajisje kalimi dhe mbrojtëse. Qarqet elektrike mund të përfshijnë pajisje elektrike për matjen e fuqisë, tensionit dhe fuqisë së rrymës.
Kur përshkruhen qarqet elektrike, përdoren konceptet e mëposhtme: një degë e një qarku elektrik, një nyje e një qarku elektrik, një qark, një dy pole, një katër pole.
Dega e një qarku elektrikështë një seksion, elementët e të cilit janë të lidhur në seri. Rryma në të gjithë elementët është e njëjtë.
Montimi i qarkut elektrik- kjo është pika e lidhjes së tre dhe më shumë degëve të qarkut elektrik (2.3).
Qarkuështë çdo shteg përgjatë degëve të një qarku elektrik, që fillon dhe mbaron në të njëjtën pikë.
Bipolarështë pjesë e një qarku elektrik me dy drejtues të dedikuar.
Katërkëmbësh- pjesë e një qarku elektrik me dy palë terminale.
Mënyrat e funksionimit të qarqeve elektrike
Qarku elektrik, në varësi të vlerës së rezistencës së ngarkesës R, mund të funksionojë në mënyra të ndryshme karakteristike:
nominale;
ra dakord;
lëvizje e papunë;
qark i shkurtër.
Modaliteti nominal- kjo është mënyra e dizajnit në të cilën funksionojnë elementët e qarkut (burimet, marrësit, linjat e energjisë) në kushte që korrespondojnë me të dhënat dhe parametrat e dizajnit.
Izolimi i burimit, linjës së energjisë, marrësit është projektuar për një tension të caktuar, të quajtur nominal. Tejkalimi i këtij voltazhi çon në prishjen e izolimit, një rritje të rrymave në qark dhe pasoja të tjera emergjente.
Regjimi termik i burimeve të energjisë ose marrësve është krijuar për të lëshuar një sasi të caktuar të nxehtësisë në to, domethënë për një fuqi të caktuar, dhe kjo e fundit varet nga katrori i rrymës RI 2 , rI 2 .
Rryma termike e llogaritur quhet nominale.
Vlera e vlerësuar e energjisë për një burim të energjisë elektrike është fuqia më e lartë që burimi, në kushte normale të funksionimit, mund t'i japë një qarku të jashtëm pa rrezikun e prishjes së izolimit dhe tejkalimit të temperaturës së lejuar të ngrohjes.
Për marrësit e energjisë elektrike, të tilla si motorët, kjo është fuqia që mund të zhvillohet në bosht në kushte normale të funksionimit. Për marrësit e tjerë të energjisë elektrike (ngrohja dhe ndriçimi) është fuqia e tyre në mënyrën nominale. Vlerat e vlerësuara të tensioneve, rrymave dhe fuqive tregohen në pasaportat e produktit.
Mënyra e koordinuar e funksionimit- kjo është mënyra në të cilën funksionon qarku elektrik (burimi dhe lavamani), kur rezistenca e ngarkesës R është e barabartë me rezistencën e brendshme të burimit r. Kjo mënyrë karakterizohet nga transmetimi nga burimi i dhënë te marrësi i fuqisë maksimale të mundshme. Sidoqoftë, në mënyrën e koordinuar, efikasiteti prej \u003d 0.5 është i ulët dhe për qarqet e fuqishëm, operacioni në modalitetin e koordinuar është ekonomikisht i padobishëm. Modaliteti i përputhur përdoret kryesisht në qarqet me fuqi të ulët nëse K.P.D. nuk është thelbësore, por kërkohet për të marrë fuqinë më të lartë të mundshme në marrës.
Regjimi pa ngarkesë dhe qark i shkurtër.Këto mënyra janë mënyrat kufizuese të funksionimit të qarkut elektrik.
Në modalitetin e punës, qarku i jashtëm është i hapur dhe rryma është zero. Meqenëse rryma është zero, rënia e tensionit në rezistencën e brendshme të burimit është gjithashtu zero (rI \u003d 0) dhe voltazhi në terminalet e burimit është i barabartë me EMF ( \u003d U). Nga këto raporte ndjek metodën e matjes së EMF (2.7) të burimit: me një qark të jashtëm të hapur, një voltmetër, rezistenca e të cilit mund të konsiderohet pafundësisht e madhe, mat tensionin në terminalet e tij.
Në modalitetin e qarkut të shkurtër, drejtuesit e burimit janë të lidhur me njëri-tjetrin, për shembull, rezistenca e ngarkesës mbyllet nga një përcjellës me rezistencë zero. Tensioni në marrës është atëherë zero.
Rezistenca e të gjithë qarkut është e barabartë me rezistencën e brendshme të burimit, dhe rryma e qarkut të shkurtër në qark është:
Une k.z. = / r
Ajo arrin vlerën maksimale të mundshme për një burim të caktuar dhe mund të shkaktojë mbinxehje të burimit dhe madje edhe dëmtim të tij. Për të mbrojtur burimet e energjisë elektrike dhe qarqet e furnizimit nga rrymat e qarkut të shkurtër, siguresat instalohen në qarqet me fuqi të ulët, ndërprerësit e ndërprerjes në qarqe më të fuqishëm dhe çelsat speciale të tensionit të lartë në qarqet e tensionit të lartë.
Qark elektrik i vërtetë - një grup pajisjesh të dizajnuara për transmetimin, shpërndarjen dhe transformimin e energjisë. Përmban burime të energjisë elektrike, marrës të energjisë elektrike, instrumente matës, pajisje komutuese, linja lidhëse dhe tela. Qarku elektrikështë një grup i lidhur në një mënyrë të caktuar, konsumatorët (ose përkatësisht elementët aktivë dhe pasivë) dhe konvertuesit e energjisë elektrike. Zinxhiri quhet pasivnëse përbëhet vetëm nga elemente pasive, dhe aktivnëse përmban edhe elementë aktivë.Një burim i energjisë elektrikequhet element i një qarku elektrik që shndërron energjinë joelektrike në energji elektrike. Konsumatori i energjisë elektrikequhet element i një qarku elektrik që shndërron energjinë elektrike në energji joelektrike. Konvertues i energjisë elektrikequhet pajisje që ndryshon sasinë dhe formën e energjisë elektrike.
Për të kryer llogaritjen, është e nevojshme që secila pajisje elektrike ta paraqesë atë qark ekuivalent... Qarku ekuivalent i një qarku elektrik përbëhet nga një grup elementesh të idealizuara (rezistencë, kondensator, induktor).
Tensioni :
Marrëdhënia midis rrymës dhe tensionit në një element të qarkut quhet karakteristikë e tensionit aktual (VAC)element, i cili zakonisht përshkruhet grafikisht.
Si konsumator në teorinë e qarqeve elektrike rrymë e vazhdueshme ekziston një rezistencë e karakterizuar nga rezistenca (R), për të cilën ligji i Ohmit është i vlefshëm:
Burimi aktual i idealizuarShtë një element qarku, rryma e të cilit nuk varet nga voltazhi dhe është një vlerë konstante e dhënë.
Në një burim aktual të rrymës, me rritjen e tensionit, rryma e gjeneruar zvogëlohet. Çdo burim i vërtetë aktual mund të shndërrohet në një të idealizuar si më poshtë:
Kombinuar këto dy formula, ne kemi:
Për një burim të rrymës kundër
Forma e kombinuar e ligjit të përgjithshëm të Ohmit për degët që përmbajnë një burim aktual:
Ku shenja e sipërme korrespondon me diagramin në të cilin U J dhe J i drejtuar bashkë.
Struktura e qarkut elektrik.
Deganjë qark elektrik quhet seksion, elementët e të cilit janë të lidhur në seri njëri pas tjetrit dhe rrjedhin rreth tyre nga e njëjta rrymë.
Nyjënjë qark elektrik është kryqëzimi i disa degëve. Një nyje lidh të paktën tre degë dhe është një pikë e degës.
Degët konsiderohen të lidhura vazhdimisht,nëse ato fluturohen përreth nga e njëjta rrymë. Degët konsiderohen të lidhura paralele,nëse janë bashkangjitur në të njëjtën palë nyjesh.
Skicënjë qark elektrik quhet një grup i degëve të njëpasnjëshme. Nyjet në të cilat lidhen këto degë janë pika degësh. Kur përshkon mbyllurpikat e fillimit dhe përfundimit të konturit janë të njëjta.
Një zinxhir në të cilin nuk ka degë quhet me një qark,nëse ka degë - me shumë qark.Një zinxhir me shumë qark karakterizohet nga numri i qarqeve të pavarura. Grupi i kontureve të pavarura përcaktohet nga fakti se secila prej konturave të mëvonshme, duke filluar nga ajo elementare, ndryshon në të paktën një degë të re. Numri i kontureve të pavarura mund të përcaktohet nga formula Euler:
Kur paralele lidhja, roli i përçueshmërisë ekuivalente (ose përçueshmëria e një konsumatori ekuivalent) luhet nga shuma e përcjellshmërisë së të gjithë konsumatorëve (Fig. 1.12.).
9-10) Transformimi ekuivalent "Yll - trekëndësh"
Në nyje a, b, c si trekëndëshi dhe ylli në fig. 1.14. lidheni me pjesën tjetër të qarkut. Transformimi i një trekëndëshi në një yll duhet të jetë i tillë që për vlerat e njëjta potencialet e pikave me të njëjtin emër të trekëndëshit dhe yllit, rrymat që rrjedhin në këto pika ishin të njëjta, atëherë i gjithë qarku i jashtëm "nuk do të vërejë" zëvendësimin.
Le të shprehemi U trekëndëshi ab përmes parametrave të konsumatorëve dhe rrymave që rrjedhin në këto nyje. Le të shkruajmë ekuacione Kirchhoff për konturin dhe nyjet a dhe b.
Zëvendësoni rrymat në ekuacionin e parë Une 3 dhe Une 2 në shprehjet përkatëse:
Tani kemi një shprehje për të njëjtin tension kur lidhim konsumatorët me një yll:
Në këtë mënyrë , rezistenca e rrezes së yllit është e barabartë me produktin e rezistencave të anëve ngjitur të trekëndëshit të ndarë me shumën e rezistencave të tre anëve të trekëndëshit.
Formulat e anasjellta të transformimit mund të nxirren në mënyrë të pavarur, ose si pasojë e marrëdhënieve përmes përçueshmërisë:
Ose përmes rezistencës:
11) Bilanci i energjisë.
Sipas ligjit Joule-Lenz, e gjithë energjia elektrike e dhënë përçuesit si rezultat i punës së forcave fushe elektrike, kthehet në energji të nxehtësisë:
Sipas ligjit të përgjithësuar të Ohmit.
Prandaj ndjek ligjin e ruajtjes së energjisë, sipas të cilit shuma algjebrike e fuqive të furnizuara për të gjitha degët e qarkut elektrik të degëzuar është e barabartë me zero:
Ekziston një formë tjetër e regjistrimit të bilancit të energjisë:
Në anën e majtë, fuqitë e burimeve të energjisë përmblidhen, dhe në anën e djathtë - fuqitë e shndërruara në nxehtësi tek konsumatorët. Kapacitetet që japin energji merren me një shenjë "+", dhe ato që veprojnë në mënyrën e konsumatorëve - me një shenjë "-".
12) Llogaritja e qarqeve elektrike të pa degëzuar
Baza për llogaritjen e qarqeve elektrike me një qark (të pa degëzuar) që përmbajnë burime të të dy llojeve dhe konsumatorëve janë ligjet Ohm dhe Kirchhoff të shqyrtuara më parë.
Nëse nuk ka burime aktuale në qark, dhe parametrat e konsumatorëve ( R)dhe burimet e tensionit ( E) janë dhënë, atëherë detyra është zakonisht të përcaktohet rryma e lakut. Drejtimi pozitiv i rrymës së dëshiruar zgjidhet në mënyrë arbitrare dhe përpilohet një ekuacion:
Nëse është në qark, përveç konsumatorit ( R) dhe burimet e EMF ( E), ekziston një burim aktual ( J), atëherë problemi zakonisht zvogëlohet në përcaktimin e tensionit në burimin aktual U J sepse rryma e lakut Une përkon me rrymën e specifikuar të burimit J. Polariteti pozitiv U J zgjidhet në mënyrë arbitrare, por preferohet të vendoset një shenjë "+" në majë të shigjetës (ky polaritet korrespondon me formulën :). Polarizmi i vërtetë U J përkon me atë të zgjedhur nëse gjatë llogaritjes U J shprehet si numër pozitiv, dhe është e kundërt me atë të zgjedhur nëse U J. Rënia e dëshiruar e tensionit në burimin aktual U J në mungesë të burimeve EMF përcaktohet nga formula.
13) Metoda e vlerës proporcionale.
Në degën më të largët nga burimi ( R 6) vendosen nga ndonjë vlerë e rrymës ose tensionit. Për lehtësi të llogaritjeve, kjo është zakonisht 1A ose 1B. Pastaj, duke lëvizur në fillim të qarkut, rrymat dhe tensionet e të gjitha degëve përcaktohen me radhë deri në degën që përmban burimin. Kjo përcakton çfarë voltazhi U hyrja dhe rryma Une në x ... duhet të ketë një burim në mënyrë që të shkaktojë rryma dhe tensione të vlerave të llogaritura në të gjitha degët. Nëse EMF ( E) ose rryma lëvizëse ( J) nuk përkojnë me këto vlera, atëherë është e nevojshme të ndryshohen proporcionalisht vlerat e llogaritura të rrymave dhe tensioneve të degëve duke i shumëzuar ato me raportin ose.
Une 3 mund të përcaktohet nga ligji I Kirchhoff:
U 24 përcaktohet sipas ligjit II të Kirchhoff:
14) Metoda e transformimeve ekuivalente. Formula e rrymave në degë paralele.
Një qark i degëzuar me një burim të vetëm thjeshtohet zakonisht duke u kthyer në një të degëzuar.
Llogaritja e mëtejshme:.
Aktuale Une 3 përcaktuar nga ligji i Kirchhoff:
Kur bëni llogaritjet është i përshtatshëm për t'u përdorur formula për rrymat në dy paralele pasiv degët... Le ta nxjerrim atë në shembullin e një qarku. Tensioni i ligjit të Ohmit përcaktohet nga formula
15) Metoda e ekuacioneve të Kirchhoff.
Përcaktoni rrymat e degëve dhe zgjidhni në mënyrë arbitrare drejtimin e tyre pozitiv.
Zgjidhni lirisht nyjen bosht dhe popullsinë p \u003d m - n +1 qarqe të pavarur.
Për të gjitha nyjet, përveç njërës referuese, përpiloni ekuacione sipas ligjit I të Kirchhoff. Duhet të ketë ekuacione të tilla ( n -1).
Për secilën kontur të zgjedhur, përpiloni ekuacione në përputhje me ligjin II të Kirchhoff. Duhet të ketë ekuacione të tilla f.
Sistemi m Ekuacionet e Kirchhoff me m zgjidhen së bashku rrymat e panjohura dhe përcaktohen vlerat numerike të rrymave.
Nëse është e nevojshme, llogaritni tensionet e degës ose ndryshimin e mundshëm të nyjeve duke përdorur ligjin e përgjithshëm të Ohmit.
Kontrolloni korrektësinë e llogaritjes duke përdorur bilancin e energjisë.
16) Metoda aktuale e lakut
Rrymat e lakut merren si ato të kërkuara. Numri i të panjohurave në këtë metodë është i barabartë me numrin e ekuacioneve që do të duhej të hartoheshin për skemën sipas ligjit II të Kirchhoff, d.m.th. ... Bazuar në Ligjin II të Kirchhoff
Nga rrymat e lakut të gjetur duke përdorur ligjin I Kirchhoff, përcaktohen rrymat e degëve.
Kështu, metoda për llogaritjen e një qark DC duke përdorur metodën aktuale të lakut është si më poshtë:
Zgjidh rastësisht një popullatë f qarqe të pavarur, vizatoni drejtimin pozitiv të rrymave të qarqeve që rrjedhin në qarqet e zgjedhura në qark.
Përcaktoni rezistencat vetanake, të përgjithshme dhe konturoni EMF dhe zëvendësojini ato në një sistem ekuacionesh të formës.
Rezistenca e lakut të brendshëm (R ii ) është shuma aritmetike e rezistencave të të gjithë konsumatorëve të vendosur në unëkontura e th.
Kontur EMFparaqesin shumën algjebrike të EMF të burimeve të përfshira në qark. Me shenjën "+", kjo shumë përfshin EMF të burimeve që veprojnë në përputhje me bajpasin e qarkut, me shenjën "-", EMF i burimeve që veprojnë në drejtime të kundërta.
Zgjidh sistemin e ekuacioneve që rezultojnë për rrymat e lakut duke përdorur metodën e Cramer.
Përcaktoni rrymat e degëve përmes rrymave të lakut sipas ligjit të I Kirchhoff.
Kontrolloni korrektësinë e llogaritjeve duke përdorur bilancin e energjisë.
17) Metoda e potencialeve nyjore.
Në ngjarjen që p-1 - numri i nyjeve, f - numri i sytheve të pavarur), kjo metodë është më ekonomike sesa metoda aktuale e lakut. Rrjedh nga ligji i parë Kirchhoff dhe ligji i përgjithësuar i Ohmit (përmes potencialeve).
Përçueshmëria e brendshme e nyjes (G ii )
është shuma aritmetike e pranimeve të të gjitha degëve të lidhura në unënyja e th.
Përcaktoni të gjitha rrymat e degës dhe drejtimin e tyre pozitiv.
Zgjidhni lirisht një nyje referimi (?
n )
dhe numëroni të gjithë të tjerët ( n-1)-e nyjet.
Përcaktoni përçueshmërinë e brendshme dhe totale të nyjeve, si dhe rrymat nyjore, d.m.th. llogaritni koeficientët në sistemin e ekuacioneve.
Përçueshmëria totale e nyjeve i-të dhe j-të (G ij \u003d G nga ) është shuma e pranimeve të degëve të lidhura njëkohësisht me i-oh dhe j-nyjet e th.
Sjelljet e degëve me burime aktuale supozohen të jenë zero dhe nuk përfshihen në sjelljet e brendshme dhe të përgjithshme!
Rryma nyjore (J ii ) përbëhet nga dy shuma algjebrike: e para përmban rrymat e burimeve aktuale të përfshira në degët e lidhura në une -nyja ohm; e dyta është produkt i EMF i burimeve të tensionit nga përçueshmëria e degëve përkatëse të lidhura une -nyja ohm. Me një shenjë "+", kjo shumë përfshin E dhe J burimet, veprimet
Në inxhinieri elektrike, pajisja dhe parimi i funksionimit të pajisjeve kryesore elektrike të përdorura në jetën e përditshme dhe industrinë merren parasysh. Që një pajisje elektrike të funksionojë, duhet të krijohet një qark elektrik, detyra e të cilit është transferimi i energjisë elektrike në këtë pajisje dhe sigurimi i saj me mënyrën e kërkuar të funksionimit.
Një qark elektrik është një grup i pajisjeve dhe objekteve që formojnë një rrugë për rrymën elektrike, proceset elektromagnetike në të cilat mund të përshkruhen duke përdorur konceptet e rrymës elektrike, EMF ( forca elektromotore) dhe tensionit elektrik.
EMF është një vlerë që karakterizon një burim energjie jo elektrostatike në një qark elektrik, i nevojshëm për të mbajtur një rrymë elektrike në të. EDS është numerikisht e barabartë me punën e lëvizjes së një njësie ngarkesë pozitive së bashku qark i mbyllur. Emf i plotë në një qark të rrymës së drejtpërdrejtë është i barabartë me ndryshimin e mundshëm në skajet e një qarku të hapur. Në SI matet në volt.
« Rryma elektrike është një lëvizje e rregulluar (e drejtuar) e grimcave të ngarkuara - elektroneve»Correctshtë e saktë vetëm për një rrymë elektrike në vakum, ose më mirë, për pajisjet elektrike të vakumit.
Një alternativë ndaj konceptit klasik të rrymës elektrike në një përcjellës është modeli atomik i dipolit. Kur ekspozohen ndaj energjisë së një burimi të rrymës elektrike, të gjithë dipolet e atomeve të përcjellësit kthehen, duke u orientuar me polet e tyre të ngjashëm në një drejtim, duke siguruar transferimin e menjëhershëm (me shpejtësinë e dritës) të energjisë në skajin e kundërt të përcjellësit.
Atëherë përkufizimi i rrymës elektrike për përcjellësit do të duket kështu:
"Rryma elektrike është aftësia e atomeve të përcjellësit për të kryer transferimin e ngarkesave elektrike nga orientimi magnetik nën ndikimin e energjisë së një burimi të rrymës elektrike".
Nuk është e qartë se çfarë është transportuesi ngarkesa elektrike? Mbi të gjitha, dipolet nuk lëvizin përgjatë përcjellësit, ata vetëm orientohen së bashku fushë magnetikeduke u kthyer në vend. Dhe pagesa është një pronë trupat materialë dhe nga ana tjetër nuk mund të ekzistojë pa një transportues.
Dhe në fakt nuk ka asnjë transportues energjie që lëviz përgjatë përcjellësit! Energjia udhëton në formën e fotoneve - pikë valët elektromagnetike që ka një formë të qartë gjeometrike dhe polarizim. Meqenëse një foton nuk ka masë, ai mund të lëvizë me shpejtësinë e dritës - si një sinjal radiofonik, pasi që edhe drita edhe një sinjal radiofonik janë gjithashtu një rrymë e fotoneve. Në të njëjtën kohë, duke lëvizur me një shpejtësi kaq të jashtëzakonshme, në mungesë të masës, është në gjendje të ndryshojë papritmas (pa inerci) drejtimin e saj. Nëse kjo lëvizje u besohet elektroneve, atëherë ata do të "shpojnë" metalet, duke i shkatërruar ato në nivelin molekular, si "mbeturinat" e hapësirës së vogël që rrotullohen me shpejtësi kozmike në orbitat afër tokës dhe duke paaftësuar periodikisht anijen e shtrenjtë, "duke shpuar" lëkurën e anijes përmes dhe përmes ... Nga rruga, në pajisjet elektrovakum, ku elektronet me të vërtetë veprojnë si bartës të energjisë, ky fenomen vërehet.
Tensioni elektrik (potenciali elektrik) matet nga një instrument i quajtur voltmetër - diferenca e potencialit që shkakton rrjedhjen e rrymës matet në volt (volt). Ashtu si për rrymën, për të rritur gamën e emërtimeve, ekzistojnë shumë parashtesa: (mikro - mikrovolt (μV), milje - milivolt (mV), kilogram - kilovolt (kV), mega - megavolt (MV).
Për analizë dhe llogaritje, një qark elektrik paraqitet grafikisht në formën e një diagrami elektrik që përmban simbolet e elementeve të tij dhe metodat për lidhjen e tyre. Diagrami elektrik i qarkut elektrik më të thjeshtë që siguron funksionimin e pajisjeve të ndriçimit tregohet në Fig. 1.1.
Të gjitha pajisjet dhe objektet që përbëjnë një qark elektrik mund të ndahen në tre grupe:
1) Burimet e energjisë elektrike (furnizimi me energji elektrike).
Një pronë e përbashkët të gjitha burimet e energjisë është shndërrimi i një forme të energjisë në energji elektrike. Burimet në të cilat ndodh shndërrimi i energjisë jo-elektrike në energji elektrike quhen burime primare. Burimet dytësore janë ato burime që kanë të dy hyrjet dhe daljet e energjisë elektrike (për shembull, ndreqësit).
2) Konsumatorët e energjisë elektrike.
Një pronë e përbashkët e të gjithë konsumatorëve është shndërrimi i energjisë elektrike në forma të tjera të energjisë (për shembull, një pajisje ngrohëse). Konsumatorët ndonjëherë referohen si ngarkesë.
3) Elementet e qarkut ndihmës: telat lidhës, pajisjet kaluese, pajisjet mbrojtëse, instrumentet matëse, etj., Pa të cilat qarku real nuk funksionon.
Të gjithë elementët e qarkut mbulohen nga një proces elektromagnetik.
NË diagrami elektrik në fig. 1.1 energji elektrike nga një burim EMF E, i cili ka rezistenca e brendshme r 0, me ndihmën e elementeve ndihmës, qarqet transmetohen përmes reostatit rregullues te konsumatorët (ngarkesa): llambat EL 1 dhe EL 2.
Konceptet dhe përkufizimet themelore për një qark elektrik
Për llogaritjen dhe analizën, një qark i vërtetë elektrik përfaqësohet grafikisht në formën e një qarku elektrik të llogaritur (qark ekuivalent). Në këtë diagram, elementët e qarkut real përshkruhen nga simbolet, dhe elementët e qarkut ndihmës zakonisht nuk përshkruhen, dhe nëse rezistenca e telave lidhës është shumë më e vogël se rezistenca e elementeve të tjerë të qarkut, nuk merret parasysh. Burimi i energjisë tregohet si një burim i EMF E me një rezistencë të brendshme r 0, konsumatorët e vërtetë të energjisë elektrike të rrymës së drejtpërdrejtë zëvendësohen nga parametrat e tyre elektrikë: rezistencat aktive R 1, R 2, ..., R n. Rezistenca R merr parasysh aftësinë e një elementi të qarkut real për të kthyer në mënyrë të pakthyeshme energjinë elektrike në lloje të tjera, për shembull, termike ose rrezatuese.
Në këto kushte, qarku në Fig. 1.1 mund të përfaqësohet në formën e një qarku elektrik të llogaritur (Figura 1.2), në të cilin ekziston një burim energjie me EMF E dhe rezistencë të brendshme r 0, dhe konsumatorët e energjisë elektrike: një reostat rregullimi R, llambat EL 1 dhe EL 2 zëvendësohen nga aktive rezistencat R, R 1 dhe R 2.
Burimi EMF në qarkun elektrik (Fig. 1.2) mund të zëvendësohet nga një burim tensioni U, dhe drejtimi pozitiv i kushtëzuar i tensionit të burimit U vendoset i kundërt me drejtimin EMF.
Kur llogaritni në diagramin e qarkut elektrik, dallohen disa elemente themelore.
Një degë e një qarku elektrik (qarku) është një pjesë e një qarku me të njëjtën rrymë. Një degë mund të përbëhet nga një ose më shumë elementë të lidhur në seri. Diagrami në Fig. 1.2 ka tre degë: dega bma, e cila përfshin elementet r 0, E, R dhe në të cilën ndodh rryma I; dega ab me elementin R 1 dhe rrymën I 1; anb i degës me elementin R 2 dhe rrymën I 2.
Nyja e qarkut elektrik (diagramet) - kryqëzimi i tre ose më shumë degëve. Në diagramin në fig. 1.2 - dy nyje a dhe b. Degët e bashkangjitura në një palë nyje quhen paralele. Rezistencat R 1 dhe R 2 (Fig. 1.2) janë në degë paralele.
Kontur është çdo shteg i mbyllur që shkon përgjatë disa degëve. Në diagramin në fig. 1.2, mund të dallohen tre konture: I - bmab; II - anba; III - manbm, në diagram shigjetat tregojnë drejtimin e përshkimit të lakut.
Drejtimet e kushtëzuara pozitive të EMF të furnizimit me energji, rrymat në të gjitha degët, tensionet midis nyjeve dhe në terminalet e elementeve të qarkut duhet të vendosen për shkrimin e saktë të ekuacioneve që përshkruajnë proceset në qarkun elektrik ose elementët e tij. Në diagram (Fig. 1.2), shigjetat tregojnë drejtimet pozitive të EMF, tensioneve dhe rrymave:
a) për burimet e EMF - në mënyrë arbitrare, por duhet të kihet parasysh se poli (terminali i burimit), drejt të cilit drejtohet shigjeta, ka një potencial më të lartë në lidhje me polin tjetër;
b) për rrymat në degët që përmbajnë burime EMF - që përkojnë me drejtimin e EMF; në të gjitha degët e tjera në mënyrë arbitrare;
c) për tensionet - përkon me drejtimin e rrymës në elementin e degës ose të qarkut.
Të gjitha qarqet elektrike ndahen në lineare dhe jolineare.
Një element i një qark elektrik, parametrat e të cilit (rezistenca, etj.) Nuk varen nga rryma në të, quhet linear, për shembull, një furrë elektrike.
Një element jo linear, siç është një llambë inkandeshente, ka një rezistencë, vlera e së cilës rritet me rritjen e tensionit, dhe për këtë arsye rryma e furnizuar në llambë.
Prandaj, në një qark elektrik linear, të gjithë elementët janë linearë, dhe një qark elektrik që përmban të paktën një element jolinear quhet jolinear.
Tema: Dukuritë elektromagnetike
Mësimi: Qarku elektrik dhe përbërësit e tij
Mos harroni se në mësimin e fundit kemi përcaktuar tre kushte për praninë e një rryme elektrike:
1. prania e akuzave;
2. prania e një burimi aktual (qeliza galvanike, etj.). Burimi aktual krijon një fushë elektrike brenda përcjellësit, e cila bën që ngarkesat të lëvizin;
3. prania e një qarku elektrik. Ne do të flasim për konceptin e fundit sot.
Qarku elektrik duhet të përmbajë një burim rryme (Fig. 1-3), domethënë një element që krijon një fushë elektrike në qark dhe siguron lëvizjen e grimcave të ngarkuara, dhe një konsumator aktual, që është, për shembull, çdo pajisje shtëpiake (Fig. 4) : llambë, elektrik dore, kompjuter, TV, lavatriçe, frigorifer, etj. Burimi aktual dhe konsumatorët janë gjithmonë të lidhur me tela (përcjellës), domethënë nga elementë të tillë që janë të aftë të përçojnë elektricitet dhe posedojnë shuma e madhe grimcat e ngarkuara falas.
Figura: 1. Qeliza galvanike ()
Figura: 2. Bateria ()
Figura: 3. Termocentrali ()
 |
 |
|
 |
 |
 |
Kështu, qarku elektrik ka këto përbërës kryesorë: burimi aktual, konsumatorët aktualë, telat lidhës.
Sigurisht, vetë konsumatorët aktualë përbëhen nga elementë më të vegjël, secili prej tyre ka emrin, funksionin dhe veçoritë e veta. Qarqet elektrike mund të jenë komplekse dhe të thjeshta, ne do të fillojmë t'i studiojmë ato me opsionet më të thjeshta, për shembull, me një pajisje elektrik dore. Komponentët e tij përfshijnë: një furnizim me energji elektrike, një llambë të lehta, tela lidhës dhe një çelës. Në fund të mësimit, ne do të mbledhim një qark elektrik të ngjashëm me qarkun brenda një elektrik dore dhe do të diskutojmë se si funksionon.
Për lehtësi, është e zakonshme të përshkruhen qarqet elektrike në formën e diagrameve në të cilat miratohen emërtime të caktuara të elementeve të ndryshme. Simbolet e elementeve të qarqeve elektrike janë të njohura dhe të klasifikuara në një mënyrë të caktuar, ka shumë prej tyre, por ne do të njihemi me ato kryesore.
Përkufizimi. Qarku elektriktreguar në figurë quhet qark elektrik.
|
Qeliza galvanike(burimi aktual) Siç mund të shihet nga figura, shiriti i gjatë tregon polin pozitiv të burimit, dhe shiriti i shkurtër tregon negativin |
Bateri galvanike(bateri) Kështu, tregohet lidhja e disa qelizave galvanike. |
Lidhja e telave Kryqëzimi i telave tregohet nga një pikë e trashë, e cila shpesh quhet edhe një nyjë. |
Tela jo-lidhës Telat që nuk lidhen nuk bien në sy në kryqëzim |
|
Llambë inkandeshente(llambë) |
Mbërthime për lidhjen e pajisjeve elektrike Ju mund të lidhni çdo pajisje elektrike me një element të ngjashëm në diagram |
Celës (kaloni) Elementi i qarkut për mbylljen dhe hapjen |
Zile elektrike Për të kujtuar këtë emërtim, mund të vini re se duket si një kërpudhë |
|
Rezistencë Ky element qark ka rezistencë të lartë |
Një element ngrohës |
Siguresa Një pajisje që siguron sigurinë e qarkut elektrik |
Artikujt e paraqitur në tabelë janë pjesët përbërëse qarqet elektrike më të thjeshtë.
Le të shqyrtojmë qarkun më të thjeshtë elektrik duke përdorur shembullin e një pajisje elektrik dore. Ai përfshin një furnizim me energji elektrike, një llambë të flaktë, tela lidhës dhe një çelës (çelës).
Convenientshtë e përshtatshme për të mbledhur qarkun në sekuencën e mëposhtme: së pari, ne lidhim llambën me një nga polet e burimit aktual (bateria), pastaj lidhim kontaktin e dytë në llambë me çelësin e hapur më parë (çelësin) dhe, për të mbyllur qarkun, lidhim kontaktin e dytë të çelësit me polin e lirë të burimit aktual.
Pas mbledhjes së qarkut, është e qartë që drita është e fikur, pasi ajo është akoma e hapur me çelësin dhe rryma elektrike nuk rrjedh (kushti për qarkun e mbyllur të qarkut elektrik nuk plotësohet). Tani mbyllim çelësin, dhe llamba ndizet (Fig. 5), sepse qarku mbyllet dhe të gjitha kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike janë përmbushur.
Figura: pesë
Le të vizatojmë një diagram të qarkut elektrik që kemi mbledhur duke përdorur simbolet e treguara në tabelë (Fig. 6).
Figura: 6
Sigurisht, nuk ka kuptim të merren parasysh nga një këndvështrim praktik ato qarqe elektrike në të cilat nuk kryhet puna e rrymës elektrike. Ne do të flasim për veprimin e një rryme elektrike dhe si funksionon më vonë.
Në mësimin tjetër, tema jonë do të jetë "Rryma elektrike në metale".
Lista e referencave
- Gendenshtein L. E, Kaidalov A.B., Kozhevnikov VB Physics 8 / Ed. Orlova V.A., Royzen I.I. - M.: Mnemosina.
- Fizika Peryshkin A.V. 8. - M.: Bustard, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Edukimi.
P shtesëlidhje të rekomanduara për burimet e Internetit
- Akademik ().
- Portali i internetit Mukhin.ru ().
- YouTube ().
Detyre shtepie
- P. 78: pyetjet numër 1-4, f. 79: numri i ushtrimeve 13. Peryshkin A. V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010.
- Ju keni në dispozicionin tuaj një qelizë galvanike, një llambë, dy çelësa dhe tela lidhës. Vizato diagram skematik një qark elektrik në të cilin drita ndizet vetëm kur të dy çelësat janë të ndezur.
- Një gozhdë hekuri dhe një copë tela bakri ishin ngulitur në një limon. A do të rrjedhë rryma përmes telit që lidh gozhdën dhe telin e bakrit?
- Tre tela varen nga tavani në pikën ku është bashkangjitur llambadari, përmes së cilës rrjedh rryma pas lidhjes së llambadarit. Nëse llambadari është i lidhur në mënyrë korrekte, dy çelësa punojnë në mënyrë të tillë që njëri prej tyre të ndizet dhe fiket një llambë, dhe tjetri - tre të tjerët. Vizatoni një diagramë të lidhjes së llambave në llambadar, çelsin dhe burimin e energjisë.
Njerëzimi ka kohë që mëson të përdorë fenomenet elektrike natyrën për qëllimet e saj praktike për marrjen, përdorimin dhe transformimin e energjisë. Ky veprim arrihet përmes përdorimit të pajisjeve të caktuara. Pjesët e pajisjeve së bashku formojnë një sistem. Ky sistem njihet si qark elektrik.
Elementet e zinxhirit
Një qark elektrik përmban përbërës të tillë si burimet e energjisë, konsumatorët, si dhe telat që i lidhin ato.
Ekzistojnë pajisje shtesë qark si p.sh. çelësat, matësit e rrymës dhe pajisjet mbrojtëse.
Bateritë, gjeneratorët e rrymës dhe qelizat galvanike veprojnë si burime të energjisë në qarkun e një qarku të tillë. Ata quhen gjithashtu
Në marrësit e qarkut elektrik, energjia elektrike shndërrohet në një lloj tjetër energjie. Pajisjet e tilla përfshijnë motorë, ngrohës, llamba, etj.
Vlen të përmendet se sistemi mund të jetë i jashtëm ose i brendshëm. Ato ndryshojnë në praninë e një marrësi. Një qark i hapur e ka atë në përbërjen e tij, dhe vetëm një qark të mbyllur
Qarku elektrik DC
Rryma, vlera e së cilës nuk ndryshon me kalimin e kohës, quhet konstante.
Qarku përmes të cilit kalon një burim i tillë i energjisë elektrike ka një sistem të mbyllur. Këto janë qarqe elektrike me rrymë të drejtpërdrejtë. Ato janë të përbëra nga elementë të ndryshëm.
Kondensatorët përdoren për të siguruar një burim të vazhdueshëm të energjisë në sistem. Ata janë në gjendje të grumbullojnë rezerva të ngarkesave elektrike.
Kapaciteti i një kondensatori varet nga madhësia e pllakave të tij metalike.
Sa më të mëdha të jenë, aq më shumë ngarkesë mund të grumbullohet ky element i qarkut elektrik DC. Kapaciteti ndryshohet në njësi të tilla si farad (f). Në diagram, ky element duket kështu.
Së bashku me burimet aktuale dhe marrësit, këto elemente formojnë qarqe elektrike të rrymës së drejtpërdrejtë.
Lidhja e serive në një zinxhir
Një numër i madh i qarqeve elektrike përbëhet nga disa marrës të rrymës. Nëse këta elementë janë të lidhur me njëri-tjetrin në seri, atëherë fundi i njërit marrës lidhet me fillimin e tjetrit. ajo lidhje serike sistemet. 
Rezistenca në këtë qark elektrik është e barabartë me shumën e rezistencave të të gjithë përçuesve në sistem. Ato zgjasin rrugën e rrymës, e cila do të jetë e njëjtë në pjesë të caktuara të sistemit.
Diagrami i qarkut elektrik në versionin klasik përmban përcjellës të lidhur në seri dhe përshkruhet më qartë nga një pajisje e tillë si një kurorë elektrike.
Disavantazhi i një sistemi të tillë është fakti që në rast të dështimit të një përcjellësi, sistemi nuk do të funksionojë si një i tërë.
Lidhja e qarkut paralel
Një diagram qark elektrik i një lloji paralel të lidhjes së elementeve është një sistem në të cilin fillimi i përçuesve që përmbahen në të janë të lidhur në një pikë, dhe skajet e tyre në një tjetër. Rryma elektrike në një sistem të tillë elektrik ka disa rrugë. Shpërndahet në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën e marrësve të energjisë. 
Nëse konsumatorët kanë të njëjtën vlerë rezistence, atëherë e njëjta rrymë do të kalojë përmes tyre. Në rastin kur një marrës energjie ka më pak rezistencë, ai mund të kalojë përmes më aktualesesa përmes elementeve të tjerë të sistemit.
Një qark elektrik dhe një rrymë elektrike që rrjedh përmes tij karakterizojnë proceset elektromagnetike duke përdorur tensionin dhe rrymën. Shuma e elementeve individuale të sistemit do të jetë e barabartë me rrymën në pikën e lidhjes së tyre.
Duke shtuar elemente të rinj në një qark të tillë, rezistenca e sistemit do të ulet. Kjo është për shkak të një rritje në seksionin kryq të përgjithshëm të përçuesve kur lidhet një konsumator i ri i energjisë elektrike. Një karakteristikë pozitive e kësaj metode të lidhjes së qarkut është autonomia e secilit element.
Kur një konsumator shkëputet, seksioni kryq i përgjithshëm i përçuesve zvogëlohet, dhe rezistenca e qarkut elektrik bëhet e madhe.
Lidhje e përzier në një zinxhir
Versioni i përzier i lidhjes është mjaft i zakonshëm në fushën e inxhinierisë elektrike. 
Ky qark përmban si parimin e lidhjes serike dhe paralele të përcjellësve.
Për të përcaktuar rezistencën e disa konsumatorëve të një qarku të tillë, gjeni veçmas rezistencën e të gjithë përçuesve paralelë dhe të lidhur me seri. Ato barazohen me një përcjellës të vetëm, i cili në fund të fundit thjeshton të gjithë qarkun.
Modalitetet e qarkut
Bazuar në treguesit e ngarkesës, dallohen mënyrat e mëposhtme të funksionimit të qarkut: nominale, boshe, qark i shkurtër dhe koordinimi.
Në funksionimin nominal, sistemi përmbush karakteristikat e deklaruara në fletën e të dhënave të pajisjeve. I papunë formuar në rast të një qarku të hapur. Kjo mënyrë funksionimi referohet si emergjente. Qarku elektrik në modalitetin e qarkut të shkurtër ka një rezistencë të barabartë me zero. Alsoshtë gjithashtu një mënyrë emergjence.
Përputhja karakterizohet nga lëvizja e fuqisë më të madhe nga burimi i energjisë te përcjellësi. Në këtë mënyrë, ngarkesa është e barabartë me rezistencën e furnizimit me energji elektrike.
Pasi të jeni njohur me karakteristikat kryesore dhe llojet e një sistemi të tillë si një qark elektrik, bëhet e mundur të kuptohet parimi i funksionimit të çdo pajisje elektrike. Kjo pajisje e funksionimit të sistemit zbatohet për çdo pajisje shtëpiake elektrike. Duke zbatuar njohuritë e marra, ju mund të kuptoni shkakun e prishjes së pajisjeve ose të vlerësoni korrektësinë e funksionimit të saj në përputhje me karakteristikat teknikedeklaruar nga prodhuesi.