Elektrisk kredsløb og dets elementer

I et elektrisk kredsløb skal der være en kilde til bevægelse af elektrisk ladede partikler, som kaldes en elektrisk strøm. Med andre ord skal elektrisk strøm have sit eget patogen. En sådan exciter af strøm, kaldet en kilde (generator), er en integreret del af et elektrisk kredsløb.

Elektrisk strøm kan forårsage en række forskellige effekter i naturen - for eksempel får den glødepærer til at lyse, driver varmeapparater og elektriske motorer. Alle disse enheder og enheder kaldes modtagere af elektrisk strøm. Da strøm løber gennem dem, det vil sige, at de er inkluderet i et elektrisk kredsløb, er modtagere også elementer i kredsløbet.

Strømstrømmen kræver, at der er en forbindelse mellem kilden og vasken, hvilket opnås ved hjælp af elektriske ledninger, som er den tredje vigtige komponent i et elektrisk kredsløb.

Elektrisk kredsløb - et sæt enheder designet til passage af elektrisk strøm. Kredsløbet er dannet af energikilder (generatorer), energiforbrugere (belastninger), energitransmissionssystemer (ledninger).

Et elektrisk kredsløb er et sæt af enheder og objekter, der danner en sti til elektricitet, elektromagnetiske processer, der kan beskrives ved hjælp af begrebet elektromotorisk kraft, strøm og spænding.

Den enkleste elektriske installation består af en kilde (galvanisk celle, batteri, generator osv.), forbrugere eller modtagere af elektrisk energi (glødelamper, elektriske varmelegemer, elektriske motorer osv.) og forbindelsesledninger, der forbinder spændingskildens terminaler til forbrugerens terminaler. Disse. elektrisk kredsløb - et sæt af indbyrdes forbundne kilder til elektrisk energi, modtagere og ledninger, der forbinder dem (transmissionslinje).

Fig. 1. Elektrisk diagram

Det elektriske kredsløb er opdelt i interne og eksterne dele. Selve kilden til elektrisk energi tilhører den indre del af det elektriske kredsløb. Den eksterne del af kredsløbet inkluderer forbindelsesledninger, forbrugere, knivafbrydere, kontakter, elektriske målere, det vil sige alt, der er forbundet til terminalerne på kilden til elektrisk energi.

Elektrisk strøm kan kun flyde i et lukket elektrisk kredsløb. At bryde kredsløbet på et hvilket som helst tidspunkt får den elektriske strøm til at stoppe.

Under Elektriske kredsløb med jævnstrøm i elektroteknik betyder de kredsløb, hvor strømmen ikke ændrer sin retning, det vil sige polariteten af ​​EMF-kilderne, hvor den er konstant.

Under Elektriske kredsløb til vekselstrøm betyder kredsløb, hvor der løber en strøm, der varierer med tiden (jf. vekselstrøm). 

Strømkilderne til kredsløbet er galvaniske celler, elektriske akkumulatorer, elektromekaniske generatorer, termoelektriske generatorer, fotoceller osv. I moderne teknologi bruges elektriske generatorer hovedsageligt som energikilder. Alle strømforsyninger har indre modstand hvis værdi er lille sammenlignet med modstanden af ​​andre elementer i det elektriske kredsløb.

DC-modtagere er elektriske motorer, der omdanner elektrisk energi til mekanisk energi, varme- og belysningsapparater, elektrolyseanlæg mv.

Som hjælpeudstyr omfatter det elektriske kredsløb enheder til at tænde og slukke (for eksempel kontakter), instrumenter til måling af elektriske mængder (for eksempel amperetre og voltmetre), beskyttelsesanordninger (for eksempel sikringer).

Alle elektriske modtagere er kendetegnet ved elektriske parametre, de vigtigste er spænding og effekt. For normal drift af den elektriske modtager er det nødvendigt at vedligeholde Nominel spænding. 

Elementerne i det elektriske kredsløb er opdelt i aktive og passive. JA aktive elementer i det elektriske kredsløb inkluderer dem, hvor EMF induceres (EMF-kilder, elektriske motorer, batterier under opladning osv.). JA passive elementer omfatter elektriske modtagere og forbindelsesledninger.

Kredsløb bruges konventionelt til at repræsentere elektriske kredsløb. På disse diagrammer er kilderne, modtagerne, ledninger og alle andre enheder og elementer i det elektriske kredsløb angivet ved hjælp af konventionelle symboler (grafiske betegnelser) lavet på en bestemt måde.

Ifølge GOST 18311-80:

Strømforsyningskredsløb - et elektrisk kredsløb, der indeholder elementer, hvis funktionelle formål er produktion eller transmission af hoveddelen af ​​elektrisk energi, dens distribution, transformation til en anden type energi eller til elektrisk energi med andre parameterværdier.

Hjælpekredsløb for et elektrisk produkt (enhed) — et elektrisk kredsløb til forskellige funktionelle formål, som ikke er et strømkredsløb for et elektrisk produkt (enhed).

Elektrisk styrekredsløb - et hjælpekredsløb til et elektrisk produkt (enhed), hvis funktionelle formål er at aktivere elektrisk udstyr og (eller) individuelle elektriske produkter eller enheder eller at ændre værdierne af deres parametre.

Elektrisk signalkredsløb - et hjælpekredsløb til et elektrisk produkt (enhed), hvis funktionelle formål er at aktivere signalanordninger.

Elektrisk målekredsløb - et hjælpekredsløb til et elektrisk produkt (enhed), hvis funktionelle formål er at måle og (eller) registrere parameterværdier og (eller) modtage information om målingerne af et elektrisk produkt (enhed) eller elektrisk udstyr.

Ifølge topologiske egenskaber er elektriske kredsløb opdelt i:

• for enkel (enkeltkredsløb), to-node og kompleks (multi-kæde, multi-node, flad (flad) og volumetrisk);

• to-polet, med to eksterne udgange (to-polet og multi-polet, indeholdende mere end to eksterne udgange (fire-polet, multi-polet).

Kilder og modtagere (forbrugere) af energi fra kredsløbsteoriens synspunkt er bipolære, da to poler, gennem hvilke de sender eller modtager energi, er nødvendige og tilstrækkelige til deres drift. Et eller andet netværk med to terminaler kaldes aktivt, hvis det indeholder en kilde, eller passivt - hvis det ikke indeholder en kilde (henholdsvis venstre og højre del af kredsløbet).

Enheder, der sender strøm fra kilder til modtagere, er firepolede, fordi de skal have mindst fire klemmer for at overføre strøm fra generatoren til belastningen. Den enkleste enhed til at overføre energi er ledninger.

Aktive og passive to-terminal netværk i det elektriske kredsløb

Generaliseret ækvivalent kredsløbsdiagram

Elementer i et elektrisk kredsløb, der har elektrisk modstand og kaldes modstande, er kendetegnet ved den såkaldte strøm-spændingskarakteristik - afhængigheden af ​​spændingen ved elementets terminaler af strømmen i det eller afhængigheden af ​​strømmen i elementet på spændingen ved dens terminaler.

Hvis modstanden af ​​et element er konstant ved enhver værdi af strømmen i det og enhver værdi af den spænding, der påføres det, så er strømspændingskarakteristikken en ret linje, og et sådant element kaldes et lineært element.

Generelt afhænger modstand af både strøm og spænding... En årsag til dette er ændringen i modstanden af ​​en ledning, når strøm passerer gennem den på grund af dens opvarmning. Når temperaturen stiger, øges lederens modstand. Men da denne afhængighed i mange tilfælde er ubetydelig, betragtes elementet som lineært.

Et elektrisk kredsløb, hvis elektriske modstand af sektionerne ikke afhænger af værdierne og aktuelle retninger og spændinger i kredsløbet kaldes et lineært elektrisk kredsløb... Et sådant kredsløb består kun af lineære elementer og dets tilstand er beskrevet af lineære algebraiske ligninger.

Hvis modstanden af ​​et kredsløbselement afhænger væsentligt af strøm eller spænding, så er strømspændingskarakteristikken ikke-lineær, og et sådant element kaldes et ikke-lineært element.

Et elektrisk kredsløb, hvis elektriske modstand i mindst en af ​​sektionerne afhænger af værdierne eller retningerne af strømme og spændinger i denne sektion af kredsløbet, kaldes ikke-lineært elektrisk kredsløb… Et sådant kredsløb indeholder mindst et ikke-lineært element.

Ved beskrivelse af elektriske kredsløbs egenskaber etableres et forhold mellem værdierne af elektromotorisk kraft (EMF), spændinger og strømme i kredsløbet med værdierne af modstande, induktanser, kapacitanser og kredsløbskonstruktionsmetoden.

Ved analyse af elektriske kredsløb anvendes følgende topologiske parametre for kredsløbene:

• gren - en sektion af et elektrisk kredsløb, gennem hvilket den samme elektriske strøm løber;
• node - krydset mellem grene af det elektriske kredsløb. Normalt kaldes stedet, hvor to grene er forbundet, ikke en node, men en link (eller omskiftelig node), og en node forbinder mindst tre grene;
• kredsløb — en række grene af et elektrisk kredsløb, der danner en lukket sti, hvor en af ​​knudepunkterne er både begyndelsen og slutningen af ​​stien, og de andre kun mødes én gang.

Gammelt undervisningsbånd. En af de 7 dele af det gamle undervisningsbånd "Electrical Engineering with the Basics of Electronics", udgivet i 1973.fra skoleudstyrsfabrikken:

Elektriske og magnetiske kredsløb med jævnstrøm