Elektromos áramkör alkatrészei. Elektromos áramkör és alkatrészei. A csomóponti potenciál módszerét
Elektromos áramkör – eszközök csoportja (Alkatrészek) elektromos töltések irányított mozgására szolgál (elektromos áram) és a kapcsolódó elektromágneses folyamatok.
Elektromos áramkör elektromos (elektromágneses) energiát és jeleket generál, továbbít és konvertál.
De mi az elektromos áramkör? Útnak hívják, amely szabályozza az elektromos áramot. Az elektromos áramkör fő elemei: elektromos áramgenerátor, ebben az esetben egy elem; vezetők, amelyek áramot továbbítanak egy ellenállás ellenállásra, majd egy kapcsolóra, amely egy vezérlő eszköz.
Minden elektromos áramkör működéséhez energiaforrás szükséges, ebben az esetben elektromos áram. Mi az elektromos áram? Ez a név az elektromos töltések csővezetéken keresztüli mozgását kapja; azaz Az elektromos áram egy elektronáram.
Az elektromos áramkör fő elemei a források, a vevők és az átviteli vezetékek.
Az elektromos energia forrása és a jelek – olyan eszköz, amely a nem elektromágneses természetű különféle energiákat elektromágnesesvé alakítja (galvanikus elem, elem, elektromechanikus generátor).
Elektromos energia és elektromos jelek vevője – olyan eszköz, amely az elektromos energiát más típusú energiává alakítja (elektrotermikus eszközök, elektromos lámpák, ellenállások, elektromos motorok).
Elektromos áramkör - az elektrotechnika alapjai
Mi az a kapcsoló vagy lengéscsillapító? Ez csak egy vezérlőkészülék, amely lehetővé teszi vagy megakadályozza az elektromos áram áthaladását az áramkörön, ha zárt és nem nyitott. Vannak más eszközök, úgynevezett biztosítékok, amelyek különféle típusúak és képességeik lehetnek. Mi a biztosíték? Ez a védőberendezés az Ön számára és az elektromos áramkör számára is megfelelő.
Tudjuk, hogy az elektromos energia hőenergiává alakítható. Ne feledje, hogy az egyes áramköröknek vannak jellemzői. Figyelje meg őket, hasonlítsa össze őket, és vonjon le következtetéseket az elektromos áramkörökről. Az elektromos áramkörök sorosan, párhuzamosan és vegyes módon csatlakoztathatók, ami az utóbbi kettő kombinációja.
Áramvezeték az elektromos energia és az elektromos jelek számára - vezetők (anyagok, anyagok, szabad töltésű közegek) és elektromágneses mezők, amelyek segítségével az elektromos energiát és a jeleket a forrásokból a vevőkhöz továbbítják.
Ezen túlmenően az elektromos áramkör elemei lehetnek átalakító, kapcsoló és mérő eszközök (eszközök).
A fizikai jelenségek kategóriáját az elektromos töltések és kölcsönhatásuk okozza. Ha az elektromos töltés helyhez kötött vagy statikus, elektromos erőket hoz létre a többi, ugyanazon a térségben található töltésre; mozgás közben mágneses effektusokat is létrehoz. Az elektromos és mágneses hatások a töltött részecskék relatív helyzetétől és mozgásától függenek. Ami az elektromos hatásokat illeti, ezek a részecskék semlegesek, pozitívak vagy negatívak lehetnek.
A villamos energia pozitív töltésű részecskékkel, például protonokkal, amelyek visszatükrözik, és negatív töltésű részecskékkel, például elektronokkal, amelyek szintén visszatükrözik őket. Éppen ellenkezőleg, a negatív és a pozitív részecskék vonzzák egymást. Ez a viselkedés összefoglalható azzal, hogy ugyanazon jel díjai egymást visszatükrözik, és más jelölésekkel járnak.
Villamos energia átalakító – paraméter konvertáló eszköz (feszültség, áram, alak, nagyság, frekvencia) elektromágneses energia (transzformátorok, egyenirányítók, inverterek, frekvenciaváltók).
Kapcsoló eszközök A villamos áramkör üzemmódjának megváltoztatására szolgál: források, vevők ki- és bekapcsolása, az áramkör szakaszának paramétereinek megváltoztatása. Ezek kontaktorok, kapcsolók, kapcsolók, leválasztók.
A szilárd anyagok elektromos tulajdonságai
Ha egyes atomok szilárd anyagot alkotnak, akkor egy vagy több elektron gyakran szabad, amelyek könnyen mozoghatnak az anyagon. Egyes anyagokban, úgynevezett vezetőkben, néhány elektron könnyen felszabadul. A jó motorok a fémek, különösen a réz és az ezüst.
Minden olyan anyagot, amely kevéssé ellenáll a villamos áramlásnak, elektromos vezetőnek nevezzük. A vezető és a szigetelő közötti különbség, amely rossz villamos vagy hővezető, inkább fokozatot jelent, mint egy fajta, mivel minden anyag nagyobb vagy kisebb mértékben vezeti az áramot. Egy jó villamos vezetőnek, például ezüstnek vagy réznek, milliárdszor nagyobb elektromos vezetőképessége lehet, mint egy jó szigetelőnek, például üvegnek vagy csillámnak. Szilárd vezetőkben az elektromos áramot az elektronok mozgatják; és oldatokban és gázokban - ionokkal.
Mérőeszközök – műszerek az elektromos áramkörben előforduló elektromágneses folyamatok különböző paramétereinek mérésére (ampermérők, voltmérők, wattmérők stb.).
Áramkör diagram – egy elektromos áramkör grafikus képe, amely az elemek szokásos képeit tartalmazza, és bemutatja ezen elemek összeköttetését.
Azokat az anyagokat, amelyekben az elektronok erősen kötődnek az atomokhoz, szigetelőként, nem vezetőként vagy dielektrikumként ismertek. Néhány példa az üveg, gumi vagy száraz fa. A harmadik típusú anyag szilárd anyag, amelyben viszonylag kis számú elektron szabadul fel atomjaikból, úgyhogy „rést” hagynak az elektron helyett. A negatív elektron hiányát képviselő rés úgy viselkedik, mintha a pozitív töltés egysége lenne. Az elektromos mező a negatív elektronokat és a pozitív üregeket egyaránt mozgatja az anyagon, ezáltal áramot hozva létre.
ESKD "A feltételes grafika szimbólumai a sémákon." GOST 2.721-74 - 2.758-81.
Vevőkészülékek, források:
–Element galvanikus;
- izzólámpa;
- elektromechanikus DC generátor;
-rezistor;
Általában az ilyen típusú félvezető szilárdanyagának nagyobb ellenállása van, mint az áramáthaladás, mint egy vezetőnek, például réznek, de kisebb, mint szigetelőnek, például üvegnek. Ha az áram nagy része pozitív lyukaknak felel meg, akkor azt mondják, hogy p-típusú. Ha az anyag ideális vezető lenne, akkor a vádak ellenállás nélkül terjednének rajta; a tökéletes elszigeteltség nem engedi újratölteni. Ismeretlen anyag, amely szobahőmérsékleten bemutatja ezeket a szélsőséges viselkedéseket.
-potentsiometr;
-reostat;
–Induktív tekercs;
-capacitor.
Ezen a hőmérsékleten a legjobb vezetők nagyon alacsony ellenállást biztosítanak az áram áthaladásakor, a legjobb szigetelők pedig nagy ellenállást biztosítanak. A kábelen keresztüli töltési áramot áramnak vagy elektromos áramnak nevezzük, és a kábel egy bizonyos szakaszában a másodikon áthaladó medálok számát. Egy medál másodpercenként egyenlő 1 amperrel, az egységnyi elektromos árammal.
Erőnkénti erőszakos felhasználás. A potenciálkülönbség elektromos mezőt hoz létre. A potenciálkülönbség állandó. Amikor a részecskék a vezető két pontja között töltődnek, megtörténik a munka. A részleges töltésű részecskékhez való munka elvégzéséhez szükséges energiamennyiséget potenciálkülönbségnek nevezzük. Ezt az értéket voltban mérik. Ha 1 medál töltése áthalad 1 volt potenciálkülönbségén, az elvégzett munka egyenlő 1 joule-val. Ez a meghatározás megkönnyíti a mechanikai és elektromos mennyiségek átalakítását.
Kapcsoló eszközök:
–Normálisan nyitott érintkező;
–Normálisan zárt kontaktus;
–Kapcsolókapcsoló.
Jelző műszerek (A, V, W):
A földet, egy nagy vezetőt, amelyet elektromos célokra szinte homogénnek lehet tekinteni, gyakran használják nullapont referenciaszintként a potenciális energia szempontjából. Így azt mondják, hogy a pozitív töltésű test potenciálja oly sok volt felett van a Föld potenciálján, és a negatívan töltött test potenciálja oly sok volt a Föld potenciálja alatt.
Ha két azonos és egymással ellentétes rakománytest egy fémvezeték, például kábel segítségével van összekapcsolva, a terheket kölcsönösen semlegesítik. Ezt a semlegesítést az elektronoknak a vezetőn keresztüli áramlása hajtja végre, a negatív töltésű és a pozitív töltésű test között. Bármely folyamatos vezetõrendszerben az elektronok a legkevesebb potenciál pontjától a legnagyobb potenciál pontjáig mozognak. Egy ilyen rendszert elektromos áramkörnek hívnak.
Konvertáló eszközök:
–Légátalakító;
–– diódahíd (félhullámú egyenirányító);
-invertor.
Ezek az elemek alkotják az elektromos áramkört. Passzív elemek azok, amelyek akkor, amikor a keringő áram potenciálkülönbséget hoz létre a csatlakozásaik között, és hőként eloszlik az energia. Az aktív elemek olyan eszközök, amelyek képesek feszültséget vagy áramot generálni, és energiát szolgáltatnak egy adott terheléshez.
Ezek az elemek figyelembe vehetők. Aktív elemek ⇒ A feszültségnek és az áramnak ugyanaz a jel. A passzív elemek feszültségének és áramának különböző jelei vannak. A források aktív elemek, tulajdonságaiktól vagy viselkedésüktől függően, a különböző terhelések előtt, két típust különböztethetünk meg: feszültséggenerátorok és áramgenerátorok.
Áramkör diagram – az áramkör valós elemeinek kapcsolatát ábrázoló elektromos kapcsolási rajz.
Egy példa. A legegyszerűbb elektromos áramkör egy galvanikus elem, amely kapcsolóvezetékekkel csatlakozik az izzólámpához kapcsoló segítségével. A feszültség és az áram mérésére egy voltmérőt és egy ampermérőt tartalmaznak az áramkörben.
Forrás: elemek, elemek, generátorok, egyenirányítók. Vagyis az általuk biztosított áram csak attól a terheléstől függ, amelyhez csatlakoztatva vannak. Tudjuk, hogy ez a gyakorlatban nem történik meg, és egy valódi generátor, amely egy bizonyos maximális áramra érkezik, nem tartja fenn feszültségét a kapcsokon, de csökken. A 0 - A zónában a valódi és az ideális források viselkedése nagyon megközelítő, ezért ebben a zónában az elemzés egyszerűsítése érdekében minden generátor számára megvizsgáljuk az ideálokat.
Ezek olyanok, amelyek egyenáramot biztosítanak, függetlenül attól, hogy mi van a végpontjaihoz csatlakoztatva. A gyakorlatban egy áramváltó bizonyos korlátok között megközelíti az ilyen típusú forrásokat. Az elektromos áram útja vagy útja. Ezt a kifejezést elsősorban vezetőkből, passzív és aktív elemekből álló folyamatos út meghatározására használják, amely magában foglal egy EMF forrást, amely áramot továbbít az áramkörön. Az ilyen típusú áramkört zárt áramkörnek nevezzük, és azokat, amelyekben az út nem folytonos, nyitottnak nevezzük.
funkcionális (szerkezeti, blokkdiagram) - elektromos kapcsolási rajz, amely egy összetett elektromos áramkör egyes blokkjainak kapcsolódását ábrázolja, amelyek bizonyos funkciókat hajtanak végre (erősítés, helyesbítés, invertálás stb.)
Bipole– az elektromos áramkör azon része, amelyet figyelembe vesznek a két kapcs mellett.
A rövidzárlat egy olyan áramkör, amelyben közvetlen kapcsolatot észlelhető ellenállás, induktivitás vagy kapacitás nélkül hoznak létre az emf-forrás kivezetései között Az áramlás fő törvénye Ohm törvénye, amely szerint a tiszta ellenállások által létrehozott áramkörön átáramló áram nagysága közvetlenül arányos az emf-rel. bekerül a körbe, és fordítottan arányos az áramkör teljes ellenállásával, és általában a képlettel fejeződik ki.
A soros áramkör egy olyan áramkör, amelyben az eszközök vagy áramköri elemek úgy vannak elrendezve, hogy minden áram áthaladjon minden egyes elemön párhuzamos áramkörök megosztása vagy megkerülése nélkül. Ha két vagy több ellenállás sorba van kapcsolva, akkor a teljes ellenállást ezen ellenállások értékeinek összegzésével kell kiszámítani. Ha az ellenállások párhuzamosak, akkor az áramkör ellenállásának teljes értékét a képlettel kapjuk meg.
négypólusú áramkör – az elektromos áramkör azon része, amely két bemeneti és két kimeneti csatlakozóval rendelkezik.
Aktív áramkör – az elektromos áramkör azon része, amelyben az elektromos energia forrásai vannak.
Passzív áramkör – az elektromos áramkör azon része, amelyben nincs áramforrás.
Az áramkör ekvivalens áramköre
Egy párhuzamos áramkörben az elektromos eszközöket, például izzólámpákat vagy akkumulátorcellákat úgy rendezzük el, hogy az összes pólus, elektróda és pozitív kapcsok egy vezetõben legyenek összekapcsolva, és negatívok legyenek egy másikban, tehát minden egység lényegében párhuzamos származék. Ezzel párhuzamosan két azonos ellenállás értéke megegyezik a komponens ellenállások értékének felével, és az ellenállások értéke mindegyik esetben párhuzamosan kisebb, mint az ellenállások közül a legkisebb értéke.
Ha az áramkörnek több összekapcsolt következtetése van, akkor két másik törvényt kell alkalmaznia, hogy az eltérő következtetések alapján áramot kapjon. Kérjük, “másolja és illessze be” a következő linket. Az autó, a televízió, a rádió, a telefon, a porszívó, a számítógépek és még sokan mások, amelyek egyszerű, kombinált és összetett elektromos áramkört igényelnek. Az elektromos rendszer a villamos energia útja egy vezetőn keresztül, az energiaforrástól a fogyasztás helyéig. Emlékeztetni kell arra, hogy minden áramkörnek számos sajátos jellemzője van.
Sem az elektromos áramkörök funkcionális, sem áramköri diagramja nem tükrözi az áramköri elemekben zajló elektromágneses folyamatok mennyiségi oldalát, amelyek meghatározzák ennek az áramkörnek az üzemmódját, tekintet nélkül ezen elemek tervezésére és fizikai természetére.
Ekvivalens áramkör(számított matematikai modell egyenértékű) elektromos áramkör–elektromos kapcsolási rajz, amely ábrázolja az elvont, ideális elemek összekapcsolását, az elektromos áramkör elektromágneses folyamatainak megfelelő megközelítéssel.
Figyelembe kell venni és összehasonlítani őket, és így következtetéseket kell levonni az elektromos áramkörökről. Az áramkör elemzéséhez meg kell ismerni az azt alkotó elemek nevét, beleértve a vezetőt, a generátort, az ellenállást, a csomópontot, a veremt és mások. Az elektromos rendszerek fontossága miatt ma valós kutatást végeznek, amely a következő elemekből áll: Az elektromos rendszerek meghatározása, az elektromos rendszerek jellemzői és alapvető fogalmai. Az elektromos rendszerek elemeit, alkatrészeit és osztályait szintén részletesen ismertetjük.
Végül röviden ismertetjük az elektromos rendszerekre alkalmazandó törvényeket, és megmutatjuk, hogy három példa kész. Ugyanakkor az is igaz, hogy a gépek használata kockázatot jelent a működéséért és irányításáért felelős személyzet számára. Ebben a jelentésben fontos kiemelni és fókuszálni az elektromos gép alkatrészeit és a benne lévő funkciókat, amelyeket a kurzuson a tanfolyamért felelős tanár műhelyében láttak meg. Az elektromos áramkörnek rendelkeznie kell ezekkel az alkatrészekkel vagy azok részével. Rendszer típusa szerint: időszakos, átmeneti és állandó.
Az elektromos áramkörök elméletében az elektromos áramkört alkotó valódi elemeket bizonyos tulajdonságokkal rendelkező elvont ideális elemek váltják fel.
Mik ezek az elemek? És milyen elektromágneses folyamatokat tükröznek?
A képen a legegyszerűbb DC áramkör látható. Olyan elemekből áll, mint egy akkumulátor áramforrás, hálózati kapcsoló, változó ellenállás és egy villanykörte (ami egy elektromos terhelést jelent). Bármely elektromos áramkör szerves részét képezi maga az áramforrás (egyenáram vagy váltakozó áram, amelynek nélkül az elektromos áramkör csak egy fém halom), maga a terhelés (amelynek érdekében mindent elképzeltek, ezek villamos motorok, izzók, fűtőelemek stb.), Jól és kapcsolókészülékek különféle kapcsolók és kapcsolók formájában (szükséges az áramkör vezérlése, legalább be- és kikapcsolása).
Esetünkben az áramkör elektromos áramköre egyenáramú. Milyen sajátosságai és különbségei vannak a váltakozó áramú áramkörtől? Magából a névből világossá kell tenni, hogy van-e állandó állandó az egyenáramban! A tény abban rejlik, hogy az elektromos áram hordozói (elektronok, negatív töltésű elektromos részecskék) szigorúan egy irányban mozognak mínuszról pluszra. Igen, érdemes tisztázni. A valóságban az elektromosság mínuszról pluszra (szilárd anyagokban, az elektronok mozgása), pluszról mínuszra (folyékony és gáznemű anyagokban, az ionok mozgása) mozog.
Az egyenáram elektromos áramköre egy egyenáramú forrásból táplálkozik, amelynek pozitív (plusz) és negatív ((mínusz)) csatlakozója van. Az egyenáramú forráson belül, normál körülmények között, a pólusok nem változhatnak, ezt működési elve és az eszköz kizárja. Az elektrotechnikában és különösen az elektronikában sok olyan funkcionális elem létezik, amelyek egyenáramon működnek. Ha váltakozó áramot alkalmaznak rájuk (ha nem maga az áramkör biztosítja), az elemek vagy egyszerűen nem működnek, vagy egyszerűen meghibásodnak. Ennek oka az, hogy a váltakozó áram periodikusan megváltoztatja polaritását pluszról mínuszra és fordítva (egy normál városi hálózatban ez másodpercenként 50-szer történik).
Mint az elején már megjegyeztük, a legegyszerűbb elektromos áramkör (függetlenül attól, hogy változó vagy állandó) egy energiaforrásból, egy terhelésből és egy kapcsolóberendezésből (kapcsolók) áll. Az elektromos áramkör ilyen áramkörében az energiát egy forrás generálja, és egy adott hasznos munkát végző teherhez juttatja el. Természetesen, kapcsolók nélkül, problémás lesz az elektromos áramkör működésének ellenőrzése. Minden elektromos áramkörnek ki- és bekapcsoló funkciója van. Az ábrán (az egyszerű DC áramkör ábra) egy további változó ellenállás azt mutatja, hogy van egy elem, amely megváltoztathatja elektromos ellenállását, ezáltal befolyásolva az áramkör áramát.
Az egyenáramú elektromos áramkör ábráján látható, hogy az áram pluszról mínuszra folyik (nyilakkal jelölve), és a fentiekben azt mondták, hogy a valóságban az áram mínuszról pluszra mozog (szilárd anyagokban). Mi ez az eltérés? A tudomány egyszerűen elfogadta, hogy az elektromos áram ilyen mozgását meg kell jelölni az áramkörben. De ez nem érinti különösebben semmit. Csak az elektromos áramkörök konvencióinak és az elektromos áram fizikai alapelvének ismerete mellett dolgozunk az áramkörrel, azt megírjuk, vagy javítás vagy összeállítás során használjuk. Az elektronikában az ábrákon láthatjuk a nyilakat, amelyek maguk a funkcionális elemek között helyezkednek el. Megmutatják az áramlás irányát, ahogy az a szimbólumban szokásos volt.
A bonyolultabb elektromos áramkörökben további eszközöket és elemeket adnak az áramkörökhöz, amelyek kiterjesztik az általános funkciókat. Minden részletnek, elemnek feszültség alá helyezésekor vagy egy elektromos áram átadásakor megvan a sajátos jellemzője. Bár általánosságban mi lehet az áramforrásból származó villamos energiával? Csak a kezdeti jellemzőket változtassa meg, nevezetesen növelje vagy csökkentse a feszültséget, áramot, frekvenciát (ha váltakozó vagy impulzusáramú). Kapcsolja be vagy ki az áramköri rajzot.
Ui Az áramkör bármely elektromos áramköre képviselhető fő funkcionális részeként, nevezetesen az áramforrás egy részét, a vezérlés és a kapcsolás egy részét, a közvetlen terhelés egy részét (amelyre mindent megszerveztek). Egyszerűen szellemileg szakítjuk meg az áramkört ezekre a részekre és összeállítjuk a fő funkcionális blokkokat, modulokat, elemeket. Továbbá, mindenki a helyére kerül. Még egy meglehetősen bonyolult (első pillantásra) rendszer, amely utána egyszerű és érthetővé válik munkája szempontjából.