Elektrické zariadenia sú v živote veľmi dôležitémoderný civilizovaný človek. Pre ich prácu však musí byť splnených niekoľko požiadaviek. V rámci článku budeme starostlivo zvažovať elektrické obvody, prvky elektrických obvodov a ich fungovanie.
Čo je potrebné na prevádzku elektrického zariadenia?
Aby mohol fungovať, musí byť vytvorený elektrický obvod. Jeho úlohou je preniesť energiu do zariadenia a zabezpečiť požadovaný prevádzkový režim. Čo sa nazýva elektrický obvod?
Toto je označenie súboru objektov a zariadení,ktoré tvoria cestu pohybu prúdu. V tomto prípade možno elektromagnetické procesy opísať pomocou poznatkov o elektrickom prúde, ako aj tých, ktoré ponúkajú elektromotorické sily a napätie. Stojí za zmienku, že keď hovoríme o takom koncepte ako prvku elektrického obvodu, odpor v tomto prípade bude hrať dosť významnú úlohu.
Nuance grafického značenia
Uľahčuje analýzu a výpočetelektrický obvod, je to znázornené ako schéma. Obsahuje symboly prvkov, ako aj metódy z pripojenia. Fotografie použité v článku všeobecne objasňujú, čo je elektrický obvod vo forme obvodu. Čas od času nájdete výkresy s inými schémami. Prečo je to tak? Označenia prvkov elektrického obvodu obvodov vytvorených v SNŠ a iných krajinách sa mierne líšia. Je to spôsobené používaním rôznych systémov grafického označovania.
Hlavné prvky elektrického obvodu, v závislosti od ich konštrukcie a úlohy v obvodoch, možno rozdeliť do rôznych systémov. O troch z nich sa bude uvažovať v rámci článku.
Typy prvkov
Môžu byť podmienene rozdelené do troch skupín:
- Napájacie zdroje. Rysom tohto typu prvkov je, že môžu premieňať určitý druh energie (najčastejšie chemickej) na elektrickú. Existujú dva typy zdrojov: primárne, keď sa iný typ prevádza na elektrickú energiu, a sekundárne, ktoré na vstupe a výstupe majú elektrickú energiu (napríklad usmerňovacie zariadenie).
- Spotrebitelia energie. Premieňajú elektrický prúd na niečo iné (osvetlenie, teplo).
- Pomocné prvky. Patria sem rôzne komponenty, bez ktorých skutočný obvod nebude fungovať, ako napríklad: spínacie zariadenia, spojovacie vodiče, meracie prístroje atď., Ktoré majú podobný účel.
Všetky prvky sú pokryté jedným elektromagnetickým procesom.
Ako interpretovať obrázky v praxi?
Vypočítať a analyzovať reálneelektrické obvody používajú grafickú zložku vo forme diagramu. V ňom sú umiestnené prvky zobrazené pomocou legendy. Má to však svoje vlastné zvláštnosti: napríklad pomocné prvky na diagramoch zvyčajne nie sú uvedené. Ak je odpor spojovacích vodičov oveľa menší ako odpor komponentov, potom to nie je uvedené a neberie sa do úvahy. Napájací zdroj sa označuje ako EMF. Ak je potrebné každý prvok podpísať, znamená to, že má vnútorný odpor r0. Skutoční spotrebitelia však nahrádzajú svoje parametre R1, R2, R3,…, Rn. Vďaka tomuto parametru sa zohľadňuje schopnosť prvku obvodu premieňať (nenávratne) elektrinu na iné typy.
Prvky schémy zapojenia
Symboly prvkov elektrického obvodunemôžu byť prezentované v textovej verzii, preto sú zobrazené na fotografii. Ale opisná časť by stále mala byť. Je potrebné poznamenať, že prvky elektrického obvodu sú rozdelené na pasívne a aktívne. Medzi prvé patria napríklad pripojovacie vodiče a elektrické prijímače.
Pasívny prvok elektrického obvodu je inýskutočnosť, že za určitých podmienok možno jeho prítomnosť zanedbať. Čo sa nedá povedať o jeho protipóle. Medzi aktívne prvky patria tie, pri ktorých je indukovaný EMF (zdroje, elektromotory, batérie, keď sú nabité atď.). V tejto súvislosti sú dôležité špeciálne detaily obvodov, ktoré majú odpor, ktorý sa vyznačuje závislosťou od prúdového napätia, pretože sa navzájom ovplyvňujú. Keď je odpor konštantný bez ohľadu na indikátor prúdu alebo napätia, potom táto závislosť vyzerá ako priamy segment. Nazývajú sa lineárne prvky elektrického obvodu. Ale vo väčšine prípadov prúd aj napätie ovplyvňujú hodnotu odporu. V neposlednom rade je to dané teplotným parametrom. Takže keď sa prvok zahreje, potom sa odpor začne zvyšovať. Ak je tento parameter veľmi závislý, potom charakteristika prúdového napätia nie je v žiadnom bode mentálneho grafu rovnaká. Preto sa prvok nazýva nelineárny.
Ako vidíte, legenda o položkeelektrické obvody existujú rôzne a vo veľkom počte. Preto si na ne ťažko budete môcť spomenúť hneď. Pomôžu vám k tomu schematické obrázky uvedené v tomto článku.
V akých režimoch funguje elektrický obvod?
Ak je k zdroju napájania pripojený iný počet spotrebiteľov, hodnoty prúdov, výkonov a napätí sa zodpovedajúcim spôsobom zmenia.
A od toho závisí aj režim činnosti obvoduprvky, ktoré sú do nej zahrnuté. Dizajn používaný v praxi možno predstaviť ako aktívnu a pasívnu dvojportovú sieť. Toto je názov obvodov, ktoré sú spojené s externou časťou (vo vzťahu k nej) pomocou dvoch vývodov, ktoré, ako asi tušíte, majú rôzne póly. Zvláštnosť aktívnej a pasívnej dvojterminálovej siete je nasledovná: prvá má zdroj elektrickej energie a druhá nie. V praxi sa ekvivalentné obvody široko používajú počas činnosti aktívnych a pasívnych prvkov. Režim činnosti je určený parametrami druhého (zmeny v dôsledku ich nastavenia). Teraz sa pozrime, čo to je.
Základný režim
Zahŕňa odpojenie záťaže od zdrojanapájanie pomocou špeciálneho kľúča. Prúd sa v tomto prípade zmení na nulu. Napätie sa na svorkách vyrovná na úroveň EMF. Prvky schémy zapojenia sa v tomto prípade nepoužívajú.
Skratový režim
Za takýchto podmienok je kľúč obvodu zatvorený a odpor je nulový. Potom je napätie na svorkách tiež = 0.
Ak používate oba režimy, ktoré už bolipotom sa ich výsledky môžu použiť na určenie parametrov aktívnej dvojportovej siete. Ak sa prúd zmení v určitých medziach (ktoré závisia od časti), potom je dolná hranica vždy nulová a táto zložka začne dodávať energiu externému obvodu. Ak je indikátor menší ako nula, potom bude to on, kto dá energiu. Je tiež potrebné vziať do úvahy, že ak je napätie menšie ako nula, znamená to, že odpory aktívnej dvojportovej siete spotrebúvajú vďaka obvodu energiu zdrojov, s ktorými je spojenie, ako aj rezervy samotného prístroja.
Nominálny režim
Je potrebné poskytnúť technicképarametre celého reťazca aj jednotlivých prvkov. V tomto režime sú indikátory podobné tým hodnotám, ktoré sú uvedené na samotnej súčasti v referenčnej literatúre alebo technickej dokumentácii. Upozorňujeme, že každé zariadenie má svoje vlastné parametre. Ale takmer vždy možno nájsť tri hlavné ukazovatele - ide o menovitý prúd, výkon a napätie, majú ich všetky elektrické obvody. Majú ich aj všetky elektrické obvody.
Dohodnutý režim
Používa sa na maximalizáciu prenosu činného výkonu, ktorý prechádza z napájacieho zdroja do spotrebovanej energie. V takom prípade bude užitočné vypočítať parameter užitočnosti.
Pri práci s týmto režimom musíte byť opatrní a byť pripravení na to, že časť obvodu zlyhá (pokiaľ vopred nepripravíte teoretické aspekty).
Základné prvky pri výpočtoch elektrických obvodov
Používajú sa v zložitých konštrukciách na testovanie toho, čo bude fungovať a ako:
- Pobočka. Toto je názov úseku obvodu, na ktorom je rovnaká aktuálna hodnota. Vetva môže byť dokončená z jedného / niekoľkých prvkov, ktoré sú spojené do série.
- Uzol. Miesto, kde sa spájajú najmenej tri vetvy. Ak sú spojené s jedným párom uzlov, potom sa nazývajú paralelné.
- Obvod. Akákoľvek uzavretá cesta, ktorá vedie pozdĺž niekoľkých vetiev, sa nazýva podobným spôsobom.
Toto sú divízie, ktoré majú elektrické obvody. V sade sú nevyhnutne prítomné prvky elektrických obvodov, s výnimkou vetvy.
Podmienené pozitívne smery
Musia byť nastavené, aby mohli správne formulovať rovnice, ktoré popisujú prebiehajúce procesy. Smer je dôležitý pre prúdy, EMF napájacích zdrojov a tiež napätie.
Vlastnosti kreslenia značiek na schémach:
- Pre zdroje EMP sú určené ľubovoľne. Je však potrebné mať na pamäti, že pól, na ktorý smeruje šípka, má vyšší potenciál ako druhý.
- Pre prúdy, ktoré pracujú so zdrojmi EMF, sa musia s nimi zhodovať. Vo všetkých ostatných prípadoch je smer ľubovoľný.
- Pre napätie - sa zhoduje s prúdom.
Typy elektrických obvodov
Ako sa odlišujú?Ak parametre prvku nezávisia od prúdu, ktorý v ňom prúdi, potom sa nazýva lineárny. Príkladom je elektrická pec. Nelineárne prvky elektrického obvodu majú odpor, ktorý sa zvyšuje so zvyšujúcim sa napätím, ktoré sa dodáva do žiarovky.
Zákony, ktoré budú potrebné pri práci s jednosmernými obvodmi
Analýza a výpočet budú oveľa efektívnejšie, ak použijete Ohmov zákon rovnako ako prvý a druhý Kirchhoffov zákon súčasne.
S ich pomocou môžete nadviazať vzťah medzitie hodnoty, ktoré majú prúdy, napätia, EAF v celom elektrickom obvode alebo v jeho jednotlivých častiach. A to všetko je založené na parametroch prvkov, ktoré obsahujú.
Ohmov zákon pre sekciu reťaze
Pre nás je sila prúdu (I), napätie (U) aodpor (R). Tento zákon je vyjadrený nasledujúcim vzorcom: I = U / R. Pri výpočte elektrických obvodov je niekedy pohodlnejšie použiť vzájomné: R = I / U.
Ohmov zákon pre úplný obvod
Definuje závislosť, ktoráje inštalovaný medzi EMF (E) zdroja energie, ktorého vnútorný odpor sa rovná r, prúdu a celkového ekvivalentu R. Vzorec vyzerá ako I = E / (r + R). Zložitý reťazec má zvyčajne niekoľko pobočiek. Môžu obsahovať ďalšie napájacie zdroje. Potom je problematické použiť Ohmov zákon na úplný opis procesu.
Prvý Kirchhoffov zákon
Každý uzol elektrického obvodu má algebraický súčet prúdov, ktorý sa rovná nule.
Prúdy, ktoré idú do uzla, v tomto prípadesa berú so znamienkom plus. Tie, ktoré smerujú od neho - s mínusom. Dôležitosť tohto zákona spočíva v tom, že ustanovuje vzťah medzi prúdmi, ktoré sa nachádzajú v rôznych uzloch.
Kirchhoffov druhý zákon
Algebraický súčet EMF v ľubovoľnej vybranej uzavretej slučke sa rovná súčtu počtu poklesov napätia vo všetkých jeho úsekoch. Je to tak vždy? Nie.
Ak boli do elektrického obvodu zahrnuté zdroje napätia, potom bude tento indikátor nulový. Pri písaní rovnice podľa tohto zákona je potrebné:
- Vyberte smer, ktorým bude kontúra prechádzať.
- Nastavte kladné hodnoty pre prúdy, EMF a napätia.
záver
Preskúmali sme teda elektrické obvody, prvkyelektrické obvody a praktické vlastnosti interakcie s nimi. Napriek tomu, že sa má téma vysvetľovať pomocou jednoduchej terminológie, je vzhľadom na jej objem dosť ťažké ju pochopiť. Ale keď ste to pochopili, môžete pochopiť procesy prebiehajúce v elektrickom obvode a účel jeho prvkov.
