Документ Microsoft Word. Электрическая цепь
 Скачать 317.5 Kb.
|
|
Электрическая цепь – совокупность устройств (элементов), предназначенных для направленного движения электрических зарядов (электрического тока) и связанных с ним электромагнитных процессов. Электрическая цепь служит для генерирования, передачи и преобразования электрической (электромагнитной) энергии и сигналов. Основные элементы электрической цепи – источники, приемники и линии передачи. Источник электрической энергии и сигналов – устройство, преобразующее различные виды энергии неэлектромагнитной природы в электромагнитную (гальванический элемент, аккумулятор, электромеханический генератор). Приемник электрической энергии и электрических сигналов – устройство, преобразующее электрическую энергию в другие виды энергии (электротермические устройства, электрические лампы, резисторы, электрические двигатели). Линия передачи электрической энергии и электрических сигналов – проводники (материалы, среды, имеющие свободные заряды) и электромагнитные поля, с помощью которых осуществляется передача электрической энергии и сигналов от источников к приемникам. Кроме того, элементами электрической цепи могут быть преобразовательные, коммутационные и измерительные устройства (приборы). Преобразователь электрической энергии – устройство, преобразующее параметры (напряжение, ток, их форму, величину, частоту) электромагнитной энергии (трансформаторы, выпрямители, инверторы, преобразователь частоты). Коммутационные устройства предназначены для изменения режима работы электрической цепи: отключение и включение источников, приемников, изменения параметров участков цепи. Это контакторы, переключатели, выключатели, разъединители. Измерительные устройства – приборы для измерения различных параметров электромагнитных процессов, протекающих в электрической цепи (амперметры, вольтметры, ваттметры и т.д.). Схема электрической цепи – графическое изображение электрической цепи, содержащее условные изображения ее элементов и показывающее соединение этих элементов. Приемники, источники: –элемент гальванический; –лампа накаливания; –генератор постоянного тока электромеханического типа; –резистор; –потенциометр; –реостат; –катушка индуктивности; –конденсатор.Коммутационные устройства: –нормально разомкнутый контакт; –нормально замкнутый контакт; –переключающий контакт.Показывающие приборы (A, V, W):  Преобразовательные устройства: –воздушный трансформатор; –диодный мост (двухполупериодный выпрямитель); –инвертор.Что такое электрическая схема, ветвь, узел, контур.Электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи. Она показывает, как осуществляется соединение элементов в рассматриваемой электрической цепи. Простым языком электрическая схема это упрощенноеизображение электрической цепи. Для отображение электрических компонентов (конденсаторов, резисторов, микросхем и т. д.) в электрических схемах используются их условно графические обозначения. Для отображения электрических соединений (дорожек, проводов, соединения между радиоэлементами) применяют простую линию соединяющие два условно графических обозначения. Причём все ненужные изгибы дорожек удаляют. В состав электрической схемы входят: ветвь и условно графические обозначение электрических элементов так же могут входить контур и узел.  Ветвь – участок цепи состоящий из одного или нескольких элементов вдоль которого ток один и тот же. Ветви присоединённые к одной паре узлов называются параллельными.  Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям называется контуром. На верхнем рисунке, контурами можно считать ABD; BCD; ABC. Узел – место соединения трёх и  более ветвей.
Точки К и Е не являютсяузлами. Электрическая цепь обычно состоит из источника тока, устройств, потребляющих электрическую энергию, соединительных проводов и выключателей для замыкания цепи. Часто в электрическую цепь включают приборы, контролирующие силу тока и напряжение на различных участках цепи, - амперметры и вольтметры. К наиболее простым и часто встречающимся соединениям проводников относятся последовательное и параллельное соединения. Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом. На рисунке показано последовательное соединение двух проводников 1 и 2, имеющих сопротивления R1 и R2. Это могут быть две лампы, две обмотки электродвигателя и др.  При последовательном соединение:    Это правило можно применить для любого числа последовательно соединенных проводников. Напряжения на проводниках и их сопротивления при последовательном соединении связаны соотношением  Параллельное соединение проводников.  ,   Отсюда следует, что общее сопротивление цепи  Напряжения на параллельно соединенных проводниках равны:  Следовательно,  Три режима работы электрических цепейРассматриваются три режима работы электрических цепей. 1. холостой ход 2. короткое замыкание 3. режим максимальной мощности В любых других режимах характер работы цепи сравнивается с одним из этих режимов и легко понять, что можно получить от этой цепи. Режим определяется тем, какая нагрузка подключается к данному источнику. Источник можно загрузить так, что он не сможет сдвинуть нагрузку с места, можно загрузить так, что ему нечего будет делать и можно так, что ему будет трудно, но он будет выполнять полезную работу. Режим короткого замыкания ( КЗ ) В режиме короткого замыкания источник питания замкнут накоротко. Режим является аварийным. Ток короткого замыкания КЗ во много раз превышает значение номинального тока. Rн = 0 I = max Режим холостого хода ( ХХ )  В режиме холостого хода источник питания отсоединен от нагрузки и работает вхолостую. Сопротивление внешнего участка цепи и ток равен 0. Rн = ∞ Режим согласованной нагрузки Свойства электрической цепи – наибольшая мощность нагрузки развивается источником, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника. Rн = I0  Из графика видно с ростом сопротивления нагрузки растёт мощность на нагрузке при Rн = I0 мощность нагрузки наибольшая при дальнейшем росте Rн– PRн уменьшается. Мощность электрического тока P = UI К основным понятиям электротехники можно отнести:Электрическая цепь – это совокупность устройств, которые образуют замкнутый путь для протекания электрического тока. Электромагнитные процессы в электрических цепях могут быть описаны с помощью таких понятий: ток, напряжение сопротивление, индуктивность, емкость, проводимость. Ветвь электрической цепи – это участок цепи, по которому протекает один и тот же ток. В ветвь может входить один или несколько последовательно соединенных элементов. Количество ветвей в электрической цепи обозначают буквой “p”. Узел – это точка соединения, куда входит три и более тока. Количество числа узлов обозначается буквой “q”. Контур – это замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей, в котором начальный конечный узел совпадают. Независимый контур – это контур, в который входит хотя бы одна ветвь, не принадлежащая другим контурам. Линейная электрическая цепь – это цепь, все элементы которой являются линейными. Нелинейная электрическая цепь – это цепь, содержащая как минимум один нелинейный элемент. Линейный элемент – это элемент цепи, сопротивление которого не зависит от тока, протекающего в нем и напряжения приложенного к нему. Нелинейный элемент – это элемент цепи, сопротивление которого зависит от тока, протекающего в нем и напряжения приложенного к нему. Количество независимых контуров в электрической схеме определяется: n=p-(q-1). Электрическая схема – это графическое изображение электрической цепи с помощью условных обозначений ее элементов и способы их соединения. Электрический ток – это направленное движение частиц, которые несут электрический заряд. Носители зарядов в металлах – свободные электроны, в жидкостях – ионы. Постоянный ток – это ток, значение которого не изменяется во времени (обозначается большой буквой I). Источники электрической энергии осуществляют преобразование химической, механической и других видов энергии в электрическую. К источникам питания (рис. 1.1) цепи постоянного тока можно отнести гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термо-электрические генераторы, фотоэлементы и др. Источники питания имеют свое внутреное сопротивление, значение которого небольшое по сравнению с сопротивлением других элементов, которые входят в электрическую цепь.  К электроприемникам постоянного тока можно отнести электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию в механическую, приборы освещения, электролизные установки и др. Как пример на рис. 1.2 приведены некоторые условные обозначение. Элементы электрической цепи делят на активные и пассивные. К активным элементам относят те, в которых наводится ЭДС (источники ЭДС, электрические двигатели, аккумуляторы в процессе зарядки и т.п.). Все прочие электроприемники и соединительные провода относят к пассивным элементам. Внутри источника ЭДС постоянного тока положительным принимается направление ЭДС от отрицательного к положительному полюсу, т.е. от полюса с низким потенциалом к полюсу с высоким потенциалом. Это соответствует определению электродвижущей силы как величины, характеризующей способность стороннего поля и индуцированного электрического поля вызывать электрический ток.  По отношению к источнику ЭДС все элементы, которые входят в состав цепи, называют внешним участком цепи. Положительным направлением тока в цепи принимают такое направление, которое совпадает с направлением ЭДС. Условным положительным направлением падения напряжения, или просто напряжения, на элементе цепи или между двумя узлами цепи принимают направление, которое совпадает с условным положительным направлением тока в этом элементе или в этой ветви. Источник: http://elekt.com.ua/toe/linear-electric-dc/osnovnye-ponjatija-jelektrotehniki.html |