מכשירים אלקטרוטכניים חשובים מאוד בחיים.האדם המודרני המתורבת. אבל העבודה שלהם מחייבת עמידה במספר דרישות. במסגרת סעיף זה נבחן בזהירות מעגלים חשמליים, אלמנטים של מעגלים חשמליים וכיצד הם פועלים.
מה דרוש להפעלת מכשיר חשמלי?
לצורך פעולתו, יש ליצור מעגל חשמלי. משימתה היא להעביר אנרגיה למכשיר ולספק את אופן הפעולה הנדרש. מה נקרא מעגל חשמלי?
אז קבוצה ייעודית של חפצים והתקנים,אשר מהווים את נתיב התנועה של הזרם. במקרה זה, תהליכים אלקטרומגנטיים ניתן לתאר באמצעות ידע של זרם חשמלי, כמו גם אלה המציעים כוח electromotive ומתח. ראוי לציין כי, אם כבר מדברים על מושג כזה כאלמנט של מעגל חשמלי, ההתנגדות במקרה זה ישחק תפקיד משמעותי למדי.
ניואנסים של סימון גרפי
כדי להקל על הניתוח והספירהמעגל חשמלי, הוא מתואר במעגל. הוא מכיל את האגדה של האלמנטים, כמו גם שיטות מהקשר. באופן כללי, מה מהווה מעגל חשמלי בצורה של תרשים נתון היטב כדי להבין את התמונות המשמשות את המאמר. מדי פעם, אתה יכול למצוא תמונות עם תוכניות אחרות. למה זה כך? הכינויים של מרכיבי המעגל החשמלי של המעגלים שנוצרו בחבר המדינות ובמדינות אחרות שונים במקצת. זאת בשל שימוש במערכות סימון גרפיות שונות.
ניתן לסווג את המרכיבים העיקריים של מעגל חשמלי, בהתאם לתכנון ולתפקיד של המזימות, לפי מערכות שונות. במסגרת הכתבה יידונו שלושה מהם.
סוגי אלמנטים
באופן קונבנציונלי, הם יכולים להיות מחולקים לשלוש קבוצות:
- מקורות כוח.תכונה של סוג זה של אלמנטים היא שהם יכולים להמיר איזה סוג של אנרגיה (לרוב הכימי) לאנרגיה חשמלית. ישנם שני סוגים של מקורות: ראשיים, כאשר סוג אחר מומר לאנרגיה חשמלית, ומשנית, שיש להם אנרגיה חשמלית בקלט ובפלט (לדוגמה, מכשיר מתקן).
- צרכני אנרגיה. הם ממירים זרם חשמלי למשהו אחר (תאורה, חום).
- Вспомогательные элементы.זה כולל רכיבים שונים שבלעדיהם המעגל האמיתי לא יעבוד, כמו ציוד מיתוג, חוטי חיבור, מכשירי מדידה וכו ', הדומים למטרה.
כל האלמנטים מכוסים בתהליך אלקטרומגנטי אחד.
כיצד לפרש תמונות בפועל?
לחשב ולנתח אמיתימעגלים חשמליים באמצעות רכיב גרפי בצורה של מעגל. בתוכו מוצגים אלמנטים ממוקמים באמצעות סמלים. אך ישנם כמה מוזרויות: לדוגמה, בדרך כלל אלמנטים עזר אינם מצוינים בתרשימים. כמו כן, אם ההתנגדות של החוטים המחברים פחותה ממתקנת הרכיבים, אזי זה לא מצוין ולא נלקח בחשבון. מקור הכוח מכונה EMF. במידת הצורך, חתמו על כל אלמנט, מצוין שיש לו התנגדות פנימית r0. אבל צרכנים אמיתיים מחליפים את הפרמטרים שלהם R1, R2, R3, ..., Rn. בזכות פרמטר זה נלקחת בחשבון היכולת של אלמנט מעגל להמיר (באופן בלתי הפיך) חשמל לצורות אחרות.
אלמנטים במעגל
Условные обозначения элементов электрической цепи לא ניתן לייצג בגרסת הטקסט, ולכן הם מתוארים בתמונה. אבל עדיין הסיפור צריך להיות. אז יש לציין כי האלמנטים של המעגל החשמלי מחולקים לפאסיביים ופעילים. הראשון כולל, למשל, חיבור חוטים וצרכני חשמל.
האלמנט הפסיבי של המעגל החשמלי שונההעובדה שניתן יהיה להזניח את נוכחותה בתנאים מסוימים. מה שאי אפשר לומר על האנטי-קוד. אלמנטים פעילים כוללים את אלה שבהם מופק EMF (מקורות, מנועים חשמליים, סוללות, כשהם נטענים וכן הלאה). חשוב בעניין זה הם הפרטים המיוחדים של המעגלים בעלי התנגדות, המאופיינת בתלות מתח-זרם, מכיוון שהם משפיעים זה בזה זה בזה. כאשר ההתנגדות קבועה ללא קשר לזרם או למתח, תלות זו נראית כמו קטע ישר. הם נקראים אלמנטים לינאריים של המעגל החשמלי. אך ברוב המקרים, גודל ההתנגדות מושפע הן מהזרם והן מהמתח. אחרון חביב זה נובע מפרמטר הטמפרטורה. לכן, כאשר האלמנט מתחמם, ההתנגדות מתחילה להתגבר. אם פרמטר זה תלוי מאוד, מאפיין המתח הנוכחי אינו זהה בשום שלב בתרשים המנטלי. לכן האלמנט נקרא לא לינארי.
כפי שאתה יכול לראות, אגדת האלמנטיםמעגלים חשמליים קיימים שונים ובמספרים גדולים. לכן לזכור אותם מיד לא יצליח. זה יעזור לתמונות הסכמיות המוצגות במאמר זה.
באילו מצבים המעגל החשמלי עובד?
כאשר מספר שונה של צרכנים מחובר למקור הכוח, ערכי הזרמים, הקיבולות והמתח משתנים בהתאם.
וזה קובע את אופן הפעולה של המעגל, כמו גםאלמנטים שנכנסים אליו. את תוכנית הקונסטרוקציה המשמשת בפועל ניתן לייצג כמכשיר דו-מסופי פעיל ופסיבי. מה שנקרא שרשראות המחוברות לחלק החיצוני (ביחס אליו) בעזרת שתי מסקנות, שכפי שאפשר לנחש, יש קטבים שונים. מאפיין של הדו-קוטב הפעיל והפסיבי הוא כדלקמן: בראשון יש מקור לאנרגיה חשמלית, ובשני הוא נעדר. בפועל, משתמשים במעגלים מקבילים באופן נרחב במהלך הפעלת אלמנטים פעילים ופאסיביים. אופן הפעולה ייקבע על ידי הפרמטרים של האחרון (שינויים עקב התאמתם). עכשיו בואו נראה מה הם.
מצב סרק
זה כרוך בניתוק העומס מהמקור.כוח באמצעות מקש מיוחד. הזרם במקרה זה הופך להיות שווה לאפס. המתח משווה במקומות המהדקים לרמת EMF. אין להשתמש באלמנטים של מעגל המעגלים במקרה זה.
מצב קצר חשמלי
בתנאים אלה מפתח המעגל סגור וההתנגדות היא אפס. ואז המתח במסופים הוא גם = 0.
אם אתה משתמש בשני המצבים שהיו כברבהתחשב בכך, ניתן לקבוע את הפרמטרים של הדו קוטבית הפעילה מתוצאותיהם. אם הזרם משתנה בגבולות מסוימים (שתלויים בחלקו), אז הגבול התחתון הוא תמיד אפס, ורכיב זה מתחיל להעביר אנרגיה למעגל החיצוני. אם המחוון נמוך מאפס, אז הוא ייתן אנרגיה. כמו כן, יש לקחת בחשבון שאם המתח נמוך מאפס, משמעות הדבר היא שהנגדים של המכשיר הפעיל הדו-מסופי צורכים אנרגיה של מקורות איתם יש חיבור בגלל המעגל, כמו גם את המאגרים של המכשיר עצמו.
מצב מדורג
יש צורך לספק טכניפרמטרים של השרשרת כולה, כמו גם אלמנטים בודדים. במצב זה, המחוונים קרובים לערכים המצויינים בחלק עצמו, בספרות העזר או בתיעוד הטכני. קחו בחשבון שלכל מכשיר יש פרמטרים משלו. אבל ניתן למצוא את שלושת המחוונים העיקריים כמעט תמיד - זהו הזרם המדורג, הכוח והמתח, לכל המעגלים החשמליים יש אותם. אלמנטים של מעגלי חשמל גם כולם ללא יוצא מן הכלל הם בעלי.
מצב הרמוני
הוא משמש להבטיח העברה מרבית של כוח פעיל העובר ממקור הכוח לאנרגיה הנצרכת. במקרה זה, כדאי לחשב את פרמטר השירות.
כשאתה עובד עם מצב זה, עליך להיות זהיר ולהיות מוכן לכך שחלק מהמעגל ייכשל (אם לא תעבוד מראש מההיבטים התיאורטיים).
האלמנטים העיקריים במהלך החישוב למעגלי חשמל
הם משמשים בעיצובים מורכבים כדי לאמת מה יעבוד ואיך:
- סניף זהו שם הקטע של המעגל עליו אותו ערך נוכחי. ענף יכול להיות מורכב מאלמנט אחד / כמה המחוברים בסדרה.
- צומת. מקום שבו לפחות שלושה סניפים מתחברים. אם הם מחוברים לזוג צמתים אחד, הם נקראים במקביל.
- מתאר. כל דרך סגורה העוברת על כמה ענפים נקראת בצורה דומה.
לאוגדות אלה יש מעגלים חשמליים. אלמנטים של מעגלי חשמל בכל המקרים, למעט הענפים, קיימים בהכרח בסט.
כיוונים חיוביים מותנים
יש לקבוע אותם על מנת לגבש נכון את המשוואות המתארות את התהליכים המתרחשים. הכיוון חשוב לזרמים, EMF של ספקי כוח, וגם למתח.
מאפייני רישום סימון בתכנית:
- עבור מקורות EMF הם מצויינים באופן שרירותי. אך יש לזכור כי לקוטב אליו מכוון החץ יש פוטנציאל גבוה יותר בהשוואה לשני.
- עבור זרמים העובדים עם מקורות EMF, עליהם לחפוף זה עם זה. בכל המקרים האחרים, הכיוון הוא שרירותי.
- עבור מתחים - חופף לזרם.
סוגי מעגלים חשמליים
איך הם נבדלים?אם הפרמטרים של אלמנט אינם תלויים בזרם שזורם בו, אז הוא נקרא לינארי. דוגמה לכך היא תנור חשמלי. לאלמנטים לא לינאריים של המעגל החשמלי יש התנגדות שגוברת עם מתח הולך וגובר, המסופק למנורה.
חוקים שיהיה צורך בעבודה עם מעגלי DC
ניתוח וחישוב יהיו יעילים הרבה יותר אם תשתמשו בחוק אוהם, כמו גם בחוקים הראשונים והשניים של קירכהוף, בו זמנית.
בעזרתם תוכלו ליצור קשר ביןאותם ערכים שיש להם זרמים, מתחים, EAF לאורך כל המעגל החשמלי או בחלקים האישיים שלו. וכל זה מבוסס על הפרמטרים של האלמנטים שהם כוללים.
החוק של אוהם לקטע שרשרת
מבחינתנו עוצמת הזרם (I), מתח (U) ו-התנגדות (R). חוק זה מתבטא בנוסחה הבאה: I = U / R. בעת חישוב מעגלים חשמליים, לפעמים נוח יותר להשתמש בהדדיות: R = I / U.
החוק של אוהם למעגל שלם
זה מגדיר התמכרות שמותקן בין EMF (E) של מקור החשמל, שהתנגדותו הפנימית שווה ל- r, לזרם ולמקבילה הכוללת R. הנוסחה נראית כמו I = E / (r + R). לרשת מורכבת לרוב מספר סניפים. הם עשויים לכלול ספקי כוח אחרים. ואז נעשה בעייתי להשתמש בחוק אוהם כדי לתאר באופן מלא את התהליך.
החוק הראשון של קירכהוף
לכל צומת של מעגל חשמלי יש סכום זרמים אלגברי השווה לאפס.
הזרמים שעוברים לצומת, במקרה זהנלקחים עם סימן פלוס. אלה שמופנים ממנו - עם מינוס. חשיבותו של חוק זה נעוצה בעובדה שהוא מכונן קשר בין הזרמים הנמצאים בצמתים שונים.
החוק השני של קירכהוף
הסכום האלגברי של ה- EMF בכל לולאה סגורה שנבחרה שווה למספר סיכומי המתח בכל חלקיו. האם זה תמיד המקרה? לֹא.
אם מקורות מתח נכללו במעגל החשמלי, מחוון זה יהיה אפס. כשכותבים משוואה על פי חוק זה, יש צורך:
- בחר את הכיוון שלאורכו יעבור קו המתאר.
- הגדר ערכים חיוביים לזרמים, EMF ומתחים.
מסקנה
אז בדקנו מעגלים חשמליים, אלמנטיםמעגלים חשמליים ותכונות מעשיות של אינטראקציה איתם. למרות העובדה שהנושא אמור להיות מוסבר תוך שימוש במינוח פשוט, בשל נפחו, קשה למדי להבין אותו. אך לאחר שהבנתם זאת, תוכלו להבין את התהליכים המתרחשים במעגל החשמלי ואת מטרת האלמנטים שלו.
