Componenti del circuito elettrico. Circuito elettrico e suoi componenti. Il metodo dei potenziali nodali

Circuito elettricoset di dispositivi   (Componenti) destinato al movimento direzionale di cariche elettriche   (corrente elettrica) e relativi processi elettromagnetici.

Circuito elettrico   serve per generare, trasmettere e convertire energia e segnali elettrici (elettromagnetici).

Ma cos'è un circuito elettrico? Si chiama la strada, che controlla la corrente elettrica. Gli elementi principali di un circuito elettrico sono: un generatore di corrente elettrica, in questo caso una batteria; conduttori che trasferiscono corrente a un resistore di resistenza, quindi a un interruttore, che è un dispositivo di controllo.

Per ogni circuito elettrico è necessaria una fonte di energia per il suo funzionamento, in questo caso una corrente elettrica. Cos'è la corrente elettrica? Questo nome riceve il movimento di cariche elettriche attraverso una conduttura; vale a dire Una corrente elettrica è un flusso di elettroni.

Gli elementi principali del circuito elettrico sono sorgenti, ricevitori e linee di trasmissione.

Fonte di energia elettrica e segnaliun dispositivo che converte vari tipi di energia di natura non elettromagnetica in elettromagnetica   (cella galvanica, batteria, generatore elettromeccanico).

Ricevitore di energia elettrica e segnali elettriciun dispositivo che converte l'energia elettrica in altri tipi di energia   (dispositivi elettrotermici, lampade elettriche, resistenze, motori elettrici).

Circuito elettrico: le basi dell'ingegneria elettrica

Che cos'è un interruttore o una serranda? Questo è solo un dispositivo di controllo che consente o impedisce il passaggio di corrente elettrica attraverso il circuito se è chiuso e quando non è aperto. Esistono altri dispositivi chiamati fusibili, che possono essere di diversi tipi e capacità. Cos'è una miccia? Questo dispositivo di protezione è adatto a te e al circuito elettrico.

Sappiamo che l'energia elettrica può essere convertita in energia termica. Ricorda che ogni circuito ha caratteristiche. Osservarli, confrontarli e trarre conclusioni sui circuiti elettrici. I circuiti elettrici possono essere collegati in serie, in parallelo e in modo misto, che è una combinazione degli ultimi due.

Linea di trasmissione per energia elettrica e segnali elettrici   - conduttori (materiali, mezzi con cariche gratuite) e campi elettromagnetici, con l'aiuto dei quali energia elettrica e segnali vengono trasmessi da fonti a ricevitori.

Inoltre, gli elementi del circuito elettrico possono essere dispositivi di conversione, commutazione e misurazione (dispositivi).

La categoria dei fenomeni fisici è dovuta alla presenza di cariche elettriche e alla loro interazione. Quando una carica elettrica è fissa o statica, produce forze elettriche su altre cariche situate nella stessa regione di spazio; quando è in movimento, crea anche effetti magnetici. Gli effetti elettrici e magnetici dipendono dalla posizione relativa e dal movimento delle particelle cariche. Per quanto riguarda gli effetti elettrici, queste particelle possono essere neutre, positive o negative.

L'elettricità si occupa di particelle cariche positivamente, come i protoni, che si respingono a vicenda, e particelle cariche negativamente, come gli elettroni, che si respingono a vicenda. Al contrario, particelle negative e positive si attraggono. Questo comportamento può essere riassunto dicendo che le accuse dello stesso segno si respingono e attraggono accuse di un segno diverso.

Convertitore di energia elettricadispositivo di conversione parametri   (tensione, corrente, forma, magnitudine, frequenza) energia elettromagnetica   (trasformatori, raddrizzatori, inverter, convertitore di frequenza).

Dispositivi di commutazione    progettato per modificare la modalità operativa del circuito elettrico: spegnimento e accensione di fonti, ricevitori, modifica dei parametri delle sezioni del circuito. Questi sono contattori, interruttori, interruttori, sezionatori.

Proprietà elettriche dei solidi

Quando alcuni atomi si combinano per formare solidi, uno o più elettroni sono spesso liberi, il che può facilmente spostarsi attraverso il materiale. In alcuni materiali, chiamati conduttori, alcuni elettroni vengono rilasciati facilmente. I buoni driver sono i metalli, in particolare rame e argento.

Qualsiasi materiale che abbia poca resistenza al flusso di elettricità è chiamato conduttore elettrico. La differenza tra un conduttore e un isolante, che è un cattivo conduttore di elettricità o calore, è piuttosto un grado che un tipo, poiché tutte le sostanze conducono l'elettricità in misura maggiore o minore. Un buon conduttore di elettricità, come argento o rame, può avere una conduttività elettrica miliardi di volte maggiore di un buon isolante, come vetro o mica. Nei conduttori solidi, la corrente elettrica è trasportata dal movimento degli elettroni; e in soluzioni e gas - dagli ioni.

Dispositivi di misurazionestrumenti per misurare vari parametri di processi elettromagnetici che si verificano in un circuito elettrico   (amperometri, voltmetri, wattmetri, ecc.).

Schema elettricoimmagine grafica di un circuito elettrico contenente immagini convenzionali dei suoi elementi e che mostra la connessione di questi elementi.

I materiali in cui gli elettroni sono fortemente legati agli atomi sono noti come isolanti, non conduttori o dielettrici. Alcuni esempi sono vetro, gomma o legno secco. Il terzo tipo di materiale è un solido in cui un numero relativamente piccolo di elettroni può essere rilasciato dai loro atomi, in modo da lasciare un "gap" al posto dell'elettrone. Un gap che rappresenta l'assenza di un elettrone negativo si comporta come se fosse un'unità di carica positiva. Il campo elettrico fa muovere elettroni negativi e vuoti positivi attraverso il materiale, creando così una corrente elettrica.

ESKD "Simboli grafici condizionali negli schemi." GOST 2.721-74 - 2.758-81.

Ricevitori, fonti:

–L'elemento è galvanico;

- lampada a incandescenza;

- Generatore DC di tipo elettromeccanico;


-rezistor;

Tipicamente, un solido di questo tipo di semiconduttore ha una resistenza maggiore del passaggio di corrente di un conduttore, come il rame, ma inferiore a un isolante, come il vetro. Se la maggior parte della corrente corrisponde a buchi positivi, allora dicono che è di tipo p. Se il materiale fosse un conduttore ideale, le accuse si sarebbero diffuse senza alcuna resistenza; da parte sua, un perfetto isolamento non gli permetterebbe di ricaricarsi. Una sostanza sconosciuta che mostra uno di questi comportamenti estremi a temperatura ambiente.


-potentsiometr;


-reostat;

– Bobina di induttanza;

-capacitor.

A questa temperatura, i migliori conduttori offrono una resistenza molto bassa al passaggio di corrente e i migliori isolanti offrono un'alta resistenza. Il flusso di carica attraverso il cavo è chiamato corrente o corrente elettrica e il numero di pendenti che attraversano il secondo in una determinata sezione del cavo. Un pendente al secondo equivale a 1 ampere, un'unità di corrente elettrica.

Uso forzato per unità di carico. La differenza di potenziale crea un campo elettrico. La differenza potenziale è costante. Quando le particelle vengono caricate tra due punti del conduttore, il lavoro viene eseguito. La quantità di energia necessaria per eseguire questo lavoro su una particella di carica parziale è nota come differenza potenziale. Questo valore è misurato in volt. Quando una carica di 1 pendente attraversa una differenza di potenziale di 1 volt, il lavoro eseguito è pari a 1 joule. Questa definizione facilita la conversione di quantità meccaniche ed elettriche.

Dispositivi di commutazione:

–Contatto normalmente aperto;


–Contatto normalmente chiuso;


–Switch contatto.

Strumenti di indicazione   (A, V, W):

La Terra, un grande conduttore che può essere considerato quasi omogeneo per scopi elettrici, viene spesso utilizzato come livello di riferimento zero per l'energia potenziale. Quindi, dicono che il potenziale di un corpo carico positivamente è di così tanti volt al di sopra del potenziale della terra, e il potenziale di un corpo carico negativamente è di così tanti volt al di sotto del potenziale terrestre.

Se due corpi di carico uguali e opposti sono collegati per mezzo di un conduttore metallico, ad esempio un cavo, i carichi vengono reciprocamente neutralizzati. Questa neutralizzazione viene effettuata dal flusso di elettroni attraverso il conduttore, da un corpo caricato negativamente a un corpo caricato positivamente. In qualsiasi sistema continuo di conduttori, gli elettroni si spostano dal punto di minimo potenziale a quello di massimo potenziale. Tale sistema è chiamato circuito elettrico.

Convertire i dispositivi:

–Trasformatore d'aria;

–– ponte a diodi (raddrizzatore a semionda);

-invertor.

Questi sono gli elementi che compongono il circuito elettrico. Gli elementi passivi sono quelli che quando la corrente circolante crea una potenziale differenza tra i loro terminali e dissipa energia sotto forma di calore. Gli elementi attivi sono dispositivi in \u200b\u200bgrado di generare tensione o corrente e fornire energia a un determinato carico.

Questi elementi possono anche essere presi in considerazione. Elementi attivi ⇒ La tensione e la corrente hanno lo stesso segno. Gli elementi passivi ⇒ tensione e corrente hanno segni diversi. Le fonti sono elementi attivi, a seconda delle loro caratteristiche o comportamento prima di carichi diversi, possiamo distinguere tra due tipi: generatori di tensione e generatori di corrente.

Schema elettricoschema elettrico raffigurante la connessione degli elementi reali di questo circuito.

Un esempio Il circuito elettrico più semplice è una cella galvanica collegata a una lampada a incandescenza attraverso un interruttore mediante fili di collegamento. Per misurare la tensione e la corrente, un voltmetro e un amperometro sono inclusi nel circuito.

Fonte: batterie, batterie, generatori, raddrizzatori. Cioè, la corrente che forniscono dipende solo dal carico a cui sono collegati. Sappiamo che ciò non accade in pratica e che un vero generatore che arriva ad una certa corrente massima non mantiene la sua tensione ai terminali, ma diminuisce. Nella zona 0 - A, il comportamento delle fonti reali e ideali è molto approssimativo, quindi, in questa zona, per semplificare l'analisi, considereremo gli ideali per tutti i generatori.

Questi sono quelli che forniscono corrente continua, indipendentemente da ciò che è collegato ai suoi terminali. In pratica, un trasformatore di corrente approssima questo tipo di fonti entro certi limiti. Il percorso o percorso della corrente elettrica. Questo termine viene utilizzato principalmente per definire un percorso continuo costituito da conduttori ed elementi attivi e passivi, che include una sorgente EMF che trasporta corrente attraverso il circuito. Un circuito di questo tipo è chiamato circuito chiuso e quelli in cui il percorso non è continuo sono chiamati aperti.


funzionale   (strutturale, schema a blocchi) - schema elettrico raffigurante il collegamento di singoli blocchi di un circuito elettrico complesso che svolgono determinate funzioni   (amplificazione, rettifica, inversione, ecc.)

bipolola parte del circuito elettrico considerata rispetto a due terminali qualsiasi.

Un corto circuito è un circuito in cui viene effettuato un collegamento diretto senza resistenza, induttanza o capacità evidenti tra i terminali della sorgente emf La legge principale del flusso è la legge di Ohm, secondo questa legge l'entità della corrente che fluisce attraverso il circuito formato da resistori puri è direttamente proporzionale all'emf. alimentato nel circuito ed è inversamente proporzionale alla resistenza complessiva del circuito ed è solitamente espresso dalla formula.

Un circuito seriale è un circuito in cui dispositivi o elementi di circuito sono disposti in modo tale che tutta la corrente passa attraverso ciascun elemento senza divisione o bypass in circuiti paralleli. Quando due o più resistori sono collegati in serie, la resistenza totale viene calcolata sommando i valori di questi resistori. Se i resistori sono paralleli, il valore totale della resistenza del circuito è ottenuto dalla formula.

quadripolareparte del circuito elettrico con due terminali di ingresso e due di uscita.

Circuito attivoparte del circuito elettrico in cui le fonti di energia elettrica.

Circuito passivoparte di un circuito elettrico in cui non vi è alcuna fonte di energia elettrica.

      Circuito equivalente

      In un circuito parallelo, dispositivi elettrici, come lampadine a incandescenza o batterie, sono disposti in modo tale che tutti i poli, elettrodi e terminali positivi siano combinati in un conduttore e tutti negativi nell'altro, in modo che ciascuna unità sia essenzialmente una derivazione parallela. In parallelo, il valore di due resistori uguali è uguale alla metà del valore dei resistori componenti, e in ogni caso il valore dei resistori è in parallelo inferiore al valore del più piccolo di ciascuno dei resistori.

      Se il circuito ha diverse conclusioni interconnesse, è necessario applicare altre due leggi per ottenere corrente attraverso conclusioni diverse. "Copia e incolla" il seguente link. Auto, televisione, radio, telefono, aspirapolvere, computer e molti altri sono dispositivi che richiedono circuiti elettrici semplici, combinati e complessi. Un sistema elettrico è il percorso dell'elettricità attraverso un conduttore, da una fonte di energia al suo luogo di consumo. Va ricordato che ogni circuito ha un numero di caratteristiche specifiche.

Né lo schema funzionale né quello circuitale dei circuiti elettrici riflettono il lato quantitativo dei processi elettromagnetici che si svolgono negli elementi del circuito e che determinano la modalità di funzionamento di questo circuito indipendentemente dal design e dalla natura fisica di questi elementi.

Circuito equivalente(equivalente del modello matematico calcolato) circuito elettricoschema elettrico raffigurante la connessione di elementi astratti e ideali, con una sufficiente approssimazione che rappresenta i processi elettromagnetici nel circuito elettrico.

Dovrebbero essere osservati e confrontati e, quindi, per ottenere conclusioni sui circuiti elettrici. Per analizzare il circuito, è necessario conoscere i nomi degli elementi che lo compongono, inclusi un conduttore, un generatore, una resistenza, un nodo, uno stack e altri. Data l'importanza dei sistemi elettrici, oggi viene condotta una vera ricerca, che comprende i seguenti elementi: Definizione di sistemi elettrici, caratteristiche e concetti di base di un sistema elettrico. Anche elementi, componenti e classi di sistemi elettrici sono descritti in dettaglio.

Infine, viene fornita una breve spiegazione delle leggi applicabili ai sistemi elettrici e viene mostrato che tre esempi sono stati completati. Tuttavia, è anche vero che l'uso di macchine indica un rischio per il personale responsabile del suo funzionamento e controllo. In questo rapporto, è importante evidenziare e focalizzare le parti della macchina elettrica e la relativa funzione in essa, che è stata vista in officina con l'insegnante responsabile del corso. Il circuito elettrico deve avere queste parti o farne parte. Per tipo di regime: periodico, transitorio e permanente.

Nella teoria dei circuiti elettrici, gli elementi reali che compongono il circuito elettrico sono sostituiti da elementi ideali astratti con determinate proprietà.

Quali sono questi elementi? E quali processi elettromagnetici riflettono?

L'immagine mostra il circuito CC più semplice. È costituito da elementi come una fonte di alimentazione a batteria, un interruttore di alimentazione, una resistenza variabile e una lampadina (che rappresenta un carico elettrico). Parte integrante di qualsiasi circuito elettrico è la fonte di alimentazione stessa (corrente continua o corrente alternata, senza la quale qualsiasi circuito elettrico è solo una pila di metallo), il carico stesso (per il bene di tutto ciò che era previsto, si tratta di motori elettrici, lampadine, elementi riscaldanti, ecc.), Bene e dispositivi di commutazione sotto forma di vari interruttori e interruttori (è necessario controllare il circuito, almeno accenderlo e spegnerlo).

Nel nostro caso, il circuito elettrico del circuito è corrente continua. Quali sono le sue specifiche e differenze rispetto a un circuito a corrente alternata? Dal nome stesso dovrebbe essere chiaro che esiste una certa costanza nella corrente continua! Sta nel fatto che i portatori di corrente elettrica (elettroni, particelle elettriche cariche negativamente) si muovono rigorosamente in una direzione da meno a più. Sì, vale la pena fare un chiarimento. In realtà, l'elettricità si sposta da meno a più (nei solidi, il movimento degli elettroni) e da più a meno (nelle sostanze liquide e gassose, il movimento degli ioni).

Il circuito elettrico di una corrente continua è alimentato da una sorgente con una corrente continua, che ha un terminale positivo (è più) e un terminale negativo (è meno). All'interno di una sorgente di corrente continua, in condizioni normali, i poli non possono cambiare, è escluso dal principio del suo funzionamento e del dispositivo. Nell'ingegneria elettrica, e specialmente nell'elettronica, ci sono molti elementi funzionali che funzionano a corrente continua. Quando si applicano corrente alternata a loro (se non forniti dal circuito stesso), gli elementi o semplicemente non funzionano o semplicemente falliscono. Questo perché la corrente alternata cambia periodicamente la sua polarità da più a meno e viceversa (in una normale rete cittadina, ciò accade 50 volte al secondo).

Come già notato all'inizio, il circuito elettrico più semplice (che sia una variabile o una costante) è costituito da una fonte di alimentazione, un carico e un dispositivo di commutazione (interruttori). In tale circuito di un circuito elettrico, l'energia viene generata da una sorgente e fornita a un carico che esegue un lavoro utile specifico. Naturalmente, senza interruttori, sarà problematico controllare il funzionamento del circuito elettrico. Qualsiasi circuito elettrico include una funzione on e off. Disegnato nel diagramma (il nostro diagramma del semplice circuito CC), un'ulteriore resistenza variabile mostra che esiste un certo elemento che può cambiare la sua resistenza elettrica, influenzando così la quantità di corrente nel circuito elettrico.

Nello schema del circuito elettrico CC, puoi vedere che la corrente scorre da più a meno (indicata da frecce), e si diceva sopra che in realtà la corrente si sposta da meno a più (nei solidi). Qual è questa discrepanza? La scienza accettava semplicemente che un tale movimento di corrente elettrica dovesse essere designato nel circuito. Ma questo non influisce particolarmente su nulla. Solo conoscendo le convenzioni sui circuiti elettrici e il principio fisico della corrente elettrica, lavoriamo con il circuito, scrivendolo o utilizzandolo durante la riparazione o il montaggio. In elettronica, sui diagrammi, puoi vedere le frecce situate sugli elementi funzionali stessi. Mostrano la direzione del flusso corrente, come era consuetudine nel simbolo.

Nei circuiti elettrici più complessi, dispositivi ed elementi aggiuntivi vengono aggiunti ai circuiti che espandono la funzionalità generale. Ogni dettaglio, elemento quando si applica tensione o si passa una corrente elettrica ha la sua caratteristica specifica. Sebbene in generale, cosa si può fare con l'elettricità da una fonte di energia? Modificare solo le caratteristiche iniziali, vale a dire aumentare o diminuire la tensione, la corrente, la frequenza (se si tratta di corrente alternata o pulsata). Attiva o disattiva lo schema elettrico.

Post scriptum Qualsiasi circuito elettrico del circuito può essere rappresentato come le parti funzionali principali, vale a dire, parte della fonte di alimentazione, parte del controllo e commutazione, parte del carico diretto (per il quale tutto è stato organizzato). Semplicemente spezziamo mentalmente il circuito in queste parti e componiamo i principali blocchi funzionali, moduli, elementi. Inoltre, tutto inizia a sistemarsi. Anche uno schema abbastanza complesso (a prima vista) dopo quello inizia a diventare semplice e comprensibile dal punto di vista del suo lavoro.