Circuitul electric și elementele sale

Într-un circuit electric, trebuie să existe o sursă de mișcare a particulelor încărcate electric, care se numește curent electric. Cu alte cuvinte, curentul electric trebuie să aibă propriul său agent patogen. Un astfel de excitator de curent, numit sursă (generator), este parte integrantă a unui circuit electric.

Curentul electric poate provoca o varietate de efecte în natură - de exemplu, face ca becurile cu incandescență să strălucească, acționează dispozitivele de încălzire și motoarele electrice. Toate aceste dispozitive și dispozitive se numesc receptori de curent electric. Deoarece curge curent prin ele, adică sunt incluse într-un circuit electric, receptorii sunt, de asemenea, elemente ale circuitului.

Fluxul de curent necesită să existe o conexiune între sursă și chiuvetă, care se realizează prin intermediul unor fire electrice, care sunt a treia componentă importantă a unui circuit electric.

Circuit electric - un set de dispozitive concepute pentru trecerea curentului electric. Circuitul este format din surse de energie (generatoare), consumatori de energie (încărcări), sisteme de transport de energie (fire).

Un circuit electric este un set de dispozitive și obiecte care formează o cale pentru electricitate, procese electromagnetice care pot fi descrise folosind conceptul de forță electromotoare, curent și tensiune.

Cea mai simplă instalație electrică constă dintr-o sursă (celula galvanică, baterie, generator etc.), consumatori sau receptori de energie electrică (lampi cu incandescență, încălzitoare electrice, motoare electrice etc.) și fire de legătură care conectează bornele sursei de tensiune la bornele consumatorului. Aceste. circuit electric — un set de surse interconectate de energie electrică, receptoare și fire care le conectează (linia de transmisie).

Smochin. 1. Schema electrică

Circuitul electric este împărțit în părți interne și externe. Sursa de energie electrică în sine aparține părții interne a circuitului electric. Partea externă a circuitului include fire de conectare, consumatori, întrerupătoare cu cuțit, întrerupătoare, contoare electrice, adică tot ceea ce este conectat la bornele sursei de energie electrică.

Curentul electric poate circula doar într-un circuit electric închis. Întreruperea circuitului în orice punct face ca curentul electric să se oprească.

Sub Circuite electrice cu curent continuu în electrotehnică, ele înseamnă circuite în care curentul nu își schimbă direcția, adică polaritatea surselor EMF, în care este constant.

Sub Circuite electrice pentru curent alternativ înseamnă circuite în care circulă un curent care variază în timp (cf. curent alternativ). 

Sursele de energie pentru circuit sunt celulele galvanice, acumulatorii electrici, generatoarele electromecanice, generatoarele termoelectrice, fotocelulele etc. În tehnologia modernă, generatoarele electrice sunt utilizate în principal ca surse de energie. Toate sursele de alimentare au rezistență internă a cărui valoare este mică în comparație cu rezistența altor elemente ale circuitului electric.

Receptoarele DC sunt motoare electrice care convertesc energia electrică în energie mecanică, dispozitive de încălzire și iluminat, instalații de electroliză etc.

Ca echipament auxiliar, circuitul electric include dispozitive pentru pornire și oprire (de exemplu, întrerupătoare), instrumente pentru măsurarea cantităților electrice (de exemplu, ampermetre și voltmetre), dispozitive de protecție (de exemplu, siguranțe).

Toate receptoarele electrice sunt caracterizate de parametrii electrici, principalii fiind tensiunea si puterea. Pentru funcționarea normală a receptorului electric este necesar să se întrețină Tensiune nominală. 

Elementele circuitului electric sunt împărțite în active și pasive. DA elementele active ale circuitului electric includ pe cele în care sunt induse EMF (surse EMF, motoare electrice, baterii în timpul încărcării etc.). Elementele pasive DA includ receptoare electrice și fire de conectare.

Circuitele sunt folosite pentru a reprezenta în mod convențional circuitele electrice. Pe aceste diagrame, sursele, receptoarele, firele și toate celelalte dispozitive și elemente ale circuitului electric sunt indicate folosind simboluri convenționale (denumiri grafice) realizate într-un anumit mod.

Conform GOST 18311-80:

Circuit de alimentare cu energie electrică - circuit electric care conține elemente al căror scop funcțional este producerea sau transmiterea părții principale a energiei electrice, distribuția acesteia, transformarea în alt tip de energie sau în energie electrică cu alte valori ale parametrilor.

Circuit auxiliar al unui produs (dispozitiv) electric — un circuit electric pentru diverse scopuri funcționale, care nu este un circuit electric de putere al unui produs (dispozitiv) electric.

Circuit de control electric - un circuit auxiliar al unui produs (dispozitiv) electric, al cărui scop funcțional este de a activa echipamente electrice și (sau) produse sau dispozitive electrice individuale sau de a modifica valorile parametrilor acestora.

Circuit de semnal electric - un circuit auxiliar al unui produs (dispozitiv) electric, al cărui scop funcțional este activarea dispozitivelor de semnalizare.

Circuit electric de măsurare - un circuit auxiliar al unui produs electric (dispozitiv), al cărui scop funcțional este de a măsura și (sau) înregistra valorile parametrilor și (sau) de a primi informații despre măsurătorile unui produs (dispozitiv) electric sau electric. echipamente.

În funcție de caracteristicile topologice, circuitele electrice sunt împărțite în:

• pentru simplu (un singur circuit), cu două noduri și complexe (multi-lanț, multi-nod, plat (plat) și volumetric);

• bipolar, cu două ieșiri externe (bipolar și multipolar, care conține mai mult de două ieșiri externe (cu patru poli, multipolar).

Sursele și receptorii (consumatorii) de energie din punctul de vedere al teoriei circuitelor sunt bipolare, deoarece doi poli prin care transmit sau primesc energie sunt necesari și suficienți pentru funcționarea lor. Una sau alta rețea cu două terminale se numește activă dacă conține o sursă, sau pasivă - dacă nu conține o sursă (părți din stânga și, respectiv, din dreapta ale circuitului).

Dispozitivele care transmit puterea de la surse la receptoare sunt cu patru poli, deoarece trebuie să aibă cel puțin patru cleme pentru a transfera puterea de la generator la sarcină. Cel mai simplu dispozitiv pentru transmiterea energiei sunt firele.

Rețele active și pasive cu două terminale în circuitul electric

Schema circuitului echivalent generalizat

Elementele unui circuit electric care au rezistență electrică și sunt numite rezistențe sunt caracterizate prin așa-numita caracteristică curent-tensiune - dependența tensiunii la bornele elementului de curentul din acesta sau dependența curentului din element. asupra tensiunii la bornele sale.

Dacă rezistența unui element este constantă la orice valoare a curentului din el și orice valoare a tensiunii aplicate acestuia, atunci caracteristica curent-tensiune este o linie dreaptă și un astfel de element se numește element liniar.

În general, rezistența depinde atât de curent, cât și de tensiune... Un motiv pentru aceasta este schimbarea rezistenței unui fir atunci când curentul trece prin el datorită încălzirii sale. Pe măsură ce temperatura crește, rezistența conductorului crește. Dar, deoarece în multe cazuri această dependență este nesemnificativă, elementul este considerat liniar.

Un circuit electric a cărui rezistență electrică a secțiunilor nu depinde de valori și directii curente iar tensiunile din circuit se numesc circuit electric liniar... Un astfel de circuit este format numai din elemente liniare iar starea lui este descrisă prin ecuații algebrice liniare.

Dacă rezistența unui element de circuit depinde în mod semnificativ de curent sau tensiune, atunci caracteristica curent-tensiune este neliniară, iar un astfel de element se numește element neliniar.

Un circuit electric a cărui rezistență electrică a cel puțin uneia dintre secțiuni depinde de valorile sau direcțiile curenților și tensiunilor din această secțiune a circuitului se numește circuit electric neliniar… Un astfel de circuit conține cel puțin un element neliniar.

În descrierea proprietăților circuitelor electrice, se stabilește o relație între valorile forței electromotoare (EMF), tensiunile și curenții din circuit cu valorile rezistențelor, inductanțelor, capacităților și metoda de construcție a circuitului.

La analiza circuitelor electrice se folosesc următorii parametri topologici ai circuitelor:

• ramură - o secțiune a unui circuit electric prin care circulă același curent electric;
• nod - joncțiunea ramurilor circuitului electric. De obicei, locul unde sunt conectate două ramuri nu se numește nod, ci o legătură (sau nod comutabil), iar un nod conectează cel puțin trei ramuri;
• circuit — o serie de ramuri ale unui circuit electric care formează o cale închisă, în care unul dintre noduri este atât începutul, cât și sfârșitul căii, iar celelalte se întâlnesc o singură dată.

Casetă educațională veche. Una dintre cele 7 părți ale vechii casete educaționale „Inginerie electrică cu elementele de bază ale electronicii”, lansată în 1973.de la fabrica de rechizite:

Circuite electrice și magnetice cu curent electric continuu