Elektromos áramkörök, elektromos áramkörök elemei. Az elektromos áramkör elemeinek szimbólumai

Az elektromos eszközök nagyon fontosak az életbenmodern civilizált ember. Munkájukhoz azonban számos követelménynek meg kell felelniük. A cikk keretein belül alaposan megvizsgáljuk az elektromos áramköröket, az elektromos áramkörök elemeit és azok működését.

Mi szükséges egy elektromos készülék működéséhez?

Működéséhez elektromos áramkört kell létrehozni. Feladata az energia átvitele a készülékbe és a szükséges működési mód biztosítása. Mit nevezünk elektromos áramkörnek?

Ez az objektumok és eszközök halmazának megjelölése,amelyek az áram mozgási útját alkotják. Ebben az esetben az elektromágneses folyamatok az elektromos áramra vonatkozó ismeretek, valamint az elektromotoros erő és feszültség által kínált ismeretek segítségével írhatók le. Érdemes megjegyezni, hogy egy ilyen koncepcióról, mint egy elektromos áramkör eleméről beszélünk, az ellenállás ebben az esetben meglehetősen jelentős szerepet fog játszani.

A grafikus jelölés árnyalatai

A könnyebb elemzés és számítás érdekébenegy elektromos áramkör, diagram formájában van ábrázolva. Tartalmazza az elemek szimbólumait, valamint a kapcsolatból származó metódusokat. Általában a cikkben használt fényképek világossá teszik, hogy mi az elektromos áramkör áramkör formájában. Időnként rajzokat találhat más sémákkal. Miért van ez így? A FÁK és más országok területén létrehozott áramkörök elektromos áramkör elemeinek megnevezése kissé eltér. Ez a különféle grafikus jelölési rendszerek használatának köszönhető.

Az elektromos áramkör fő elemei kialakításuktól és az áramkörökben betöltött szerepüktől függően különböző rendszerekbe sorolhatók. Ezek közül hármat a cikk keretein belül tárgyalunk.

Elemtípusok

Feltételesen három csoportra oszthatók:

1. Áramforrás.Az ilyen típusú elemek sajátossága, hogy valamilyen (leggyakrabban kémiai) energiát elektromos energiává alakítanak át. Kétféle forrás létezik: primer, amikor egy másik típust elektromos energiává alakítanak át, és szekunder, amelyek a bemeneten és a kimeneten elektromos energiával rendelkeznek (például egyenirányító eszköz).
2. Energiafogyasztók. Átalakítják az elektromos áramot valami mássá (világítás, hő).
3. Segédelemek.Ez magában foglalja a különböző alkatrészeket, amelyek nélkül a valódi áramkör nem működik, mint például: kapcsolóberendezések, csatlakozó vezetékek, mérőműszerek, stb., hasonló rendeltetésűek.

Minden elemet egyetlen elektromágneses folyamat fed le.

Hogyan értelmezzük a képeket a gyakorlatban?

Számítani és elemezni valóselektromos áramkörök grafikus komponenst használnak diagram formájában. Ebben az elhelyezett elemeket legenda segítségével ábrázolják. De ennek megvannak a maga sajátosságai: például a segédelemeket általában nem tüntetik fel a diagramokon. Továbbá, ha a csatlakozó vezetékek ellenállása sokkal kisebb, mint az alkatrészek ellenállása, akkor ez nincs feltüntetve, és nem veszi figyelembe. A tápegységet EMF-nek nevezik. Ha minden elemet alá kell írni, akkor jelezzük, hogy annak belső ellenállása r0. De a valódi fogyasztók az R1, R2, R3,…, Rn paramétereket helyettesítik. Ennek a paraméternek köszönhetően figyelembe veszik az áramköri elem azon képességét, hogy (visszafordíthatatlanul) elektromos energiát más típusúakká alakítsanak át.

A kapcsolási rajz elemei

Az elektromos áramkör elemeinek szimbólumaiszöveges változatban nem jeleníthetők meg, ezért a fotón láthatók. De mégis legyen egy leíró rész. Tehát meg kell jegyezni, hogy az elektromos áramkör elemei passzív és aktív részekre vannak osztva. Az előbbiek közé tartoznak például a csatlakozó vezetékek és az elektromos vevőkészülékek.

Az elektromos áramkör passzív eleme másaz a tény, hogy jelenléte bizonyos feltételek mellett elhanyagolható. Mit nem lehet elmondani az antipódjáról. Az aktív elemek közé tartoznak azok, amelyeknél EMF indukálódik (források, villanymotorok, akkumulátorok, töltéskor stb.). Ebben a tekintetben fontosak az áramkörök speciális részei, amelyek ellenállással rendelkeznek, amelyet az áram-feszültség függőség jellemez, mivel kölcsönösen hatnak egymásra. Ha az ellenállás állandó, függetlenül az áram- vagy feszültségjelzőtől, akkor ez a függés egyenes szegmensnek tűnik. Ezeket egy elektromos áramkör lineáris elemeinek nevezzük. De a legtöbb esetben mind az áram, mind a feszültség befolyásolja az ellenállás értékét. Végül, de nem utolsósorban ez a hőmérsékleti paraméternek köszönhető. Tehát, amikor az elem felmelegszik, az ellenállás növekedni kezd. Ha ez a paraméter nagymértékben függ, akkor az áram-feszültség karakterisztika a mentális grafikon egyetlen pontján sem azonos. Ezért az elemet nemlineárisnak nevezzük.

Mint látható, a tétel legendájaelektromos áramkörök különbözőek és nagy számban léteznek. Ezért aligha fog tudni azonnal emlékezni rájuk. A cikkben bemutatott sematikus képek ebben segítenek.

Milyen üzemmódokban működik az elektromos áramkör?

Ha eltérő számú fogyasztó csatlakozik az áramforráshoz, akkor az áramok, teljesítmények és feszültségek értékei ennek megfelelően változnak.

És ettől függ az áramkör működési módja, valamintbenne szereplő elemek. A gyakorlatban alkalmazott kialakítás aktív és passzív kétportos hálózatként is ábrázolható. Ez azoknak az áramköröknek a neve, amelyek a külső részhez (hozzá viszonyítva) csatlakoznak két vezetékkel, amelyeknek, ahogy sejthető, különböző pólusai vannak. Az aktív és passzív kétterminális hálózat sajátossága a következő: az elsőben van elektromos energiaforrás, a másodikban pedig hiányzik. A gyakorlatban az aktív és passzív elemek működése során széles körben alkalmazzák az egyenértékű áramköröket. Azt, hogy mi lesz a működési mód, az utóbbi paraméterei határozzák meg (korrekciójuk miatti változások). Most pedig lássuk, mik is ezek.

Készenléti üzemmód

Ez azt jelenti, hogy le kell választani a terhelést a forrásróltápellátás speciális kulcs segítségével. Az áram ebben az esetben nullává válik. A feszültség a kivezetések pontjain kiegyenlítődik az EMF szintjére. A kapcsolási rajz elemei ebben az esetben nem használatosak.

Rövidzárási mód

Ilyen körülmények között az áramkör kulcsa zárva van, és az ellenállás nulla. Ekkor a kapcsokon a feszültség is = 0.

Ha mindkét módot használja, amelyek már voltakfigyelembe véve, akkor eredményeik alapján meghatározhatóak az aktív kétportos hálózat paraméterei. Ha az áramerősség bizonyos határokon belül változik (amely az alkatrésztől függ), akkor az alsó határ mindig nulla, és ez a komponens kezd energiát adni a külső áramkörnek. Ha a mutató kisebb, mint nulla, akkor ő lesz az, aki energiát ad. Figyelembe kell venni azt is, hogy ha a feszültség kisebb, mint nulla, akkor ez azt jelenti, hogy az aktív kétportos hálózat ellenállásai fogyasztják azoknak a forrásoknak az energiáját, amelyekkel az áramkörnek köszönhetően kapcsolat van, valamint magának a készüléknek a tartalékai.

Névleges mód

Műszaki biztosítása kötelezőmind a teljes lánc, mind az egyes elemek paraméterei. Ebben az üzemmódban a mutatók közel vannak azokhoz az értékekhez, amelyek magán a részen, a referencia irodalomban vagy a műszaki dokumentációban szerepelnek. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy minden eszköznek megvannak a saját paraméterei. De három fő mutató szinte mindig megtalálható - ezek a névleges áram, a teljesítmény és a feszültség, minden elektromos áramkör rendelkezik velük. Az elektromos áramkörök elemei is kivétel nélkül mindegyik rendelkezik velük.

Megállapodott mód

Arra szolgál, hogy maximalizálja az aktív teljesítmény átvitelét, amely a tápegységről az elfogyasztott energiára megy át. Ebben az esetben hasznos lesz a hasznossági paraméter kiszámítása.

Amikor ezzel a móddal dolgozik, óvatosnak kell lennie, és fel kell készülnie arra, hogy az áramkör egy része meghibásodik (ha nem dolgozza ki előre az elméleti szempontokat).

Alapelemek az elektromos áramkörök számításánál

Összetett konstrukciókban használják, hogy teszteljék, mi fog működni és hogyan:

1. Ág. Ez az áramkör azon szakaszának a neve, amelyen ugyanaz az áramérték van. Az elágazás egy/több sorba kapcsolt elemből is elkészíthető.
2. Csomópont. Olyan hely, ahol legalább három ág kapcsolódik. Ha egy pár csomóponthoz csatlakoznak, akkor párhuzamosnak nevezzük őket.
3. Áramkör. Hasonló módon hívunk minden zárt utat, amely több ágon halad.

Ezek azok a részlegek, amelyek elektromos áramkörrel rendelkeznek. Az elektromos áramkörök elemei minden esetben, kivéve az ágat, szükségszerűen jelen vannak a készletben.

Feltételes pozitív irányok

Ezeket be kell állítani, hogy a lezajló folyamatokat leíró egyenleteket helyesen lehessen megfogalmazni. Az irány fontos az áramok, a tápegységek EMF-je, valamint a feszültségek szempontjából.

A sémákon lévő jelölések rajzának jellemzői:

1. Az EMF-források esetében ezek önkényesen vannak megadva. De szem előtt kell tartani, hogy a pólus, amelyre a nyíl irányul, nagyobb potenciállal rendelkezik, mint a második.
2. Az EMF-forrásokkal működő áramoknál egybe kell esnie velük. Minden más esetben az irány tetszőleges.
3. Feszültségek esetén - egybeesik az áramerősséggel.

Az elektromos áramkörök típusai

Hogyan különböztetik meg őket?Ha egy elem paraméterei nem függnek a benne folyó áramtól, akkor lineárisnak nevezzük. Ilyen például az elektromos kemence. Az elektromos áramkör nemlineáris elemeinek ellenállása a feszültség növekedésével növekszik, amely a lámpához kerül.

Törvények, amelyekre szükség lesz az egyenáramú áramkörökkel végzett munka során

Az elemzés és a számítás sokkal hatékonyabb lesz, ha egyszerre használja az Ohm-törvényt, valamint az első és a második Kirchhoff-törvényt.

Segítségükkel kapcsolatot létesíthet közöttükazokat az értékeket, amelyek árammal, feszültséggel, EAF-vel rendelkeznek az elektromos áramkörben vagy annak egyes szakaszaiban. És mindez a benne foglalt elemek paraméterein alapul.

Ohm törvénye a lánc egy szakaszára

Nálunk az áramerősség (I), a feszültség (U) illellenállás (R). Ezt a törvényt a következő képlet fejezi ki: I = U / R. Az elektromos áramkörök kiszámításakor néha kényelmesebb a reciprok használata: R = I / U.

Ohm törvénye a teljes lánc számára

Ez határozza meg a függőséget, hogyAz áramforrás EMF (E) értéke, amelynek belső ellenállása egyenlő r, áram és az R teljes egyenértéke között van beállítva. A képlet így néz ki: I = E / (r + R). Egy összetett lánc általában több ágból áll. Tartalmazhatnak más tápegységeket is. Ezután problémássá válik az Ohm-törvény alkalmazása a folyamat teljes leírására.

Kirchhoff első törvénye

Az elektromos áramkör bármely csomópontja rendelkezik az áramok algebrai összegével, amely egyenlő nullával.

Ebben az esetben az áramok, amelyek a csomóponthoz mennekpluszjellel veszik. Azok, amelyeket tőle irányítanak - mínuszos. Ennek a törvénynek a jelentősége abban rejlik, hogy kapcsolatot hoz létre a különböző csomópontokban lévő áramok között.

Kirchhoff második törvénye

Az EMF algebrai összege bármely kiválasztott zárt hurokban megegyezik az összes szakaszában a feszültségesések összegzett számával. Ez mindig így van? Nem.

Ha feszültségforrások voltak az elektromos áramkörben, akkor ez a mutató nulla lesz. A törvény szerinti egyenlet írásakor szükséges:

1. Válassza ki az irányt, amely mentén a kontúr haladni fog.
2. Állítsa be az áramok, az EMF és a feszültségek pozitív értékeit.

következtetés

Tehát megvizsgáltuk az elektromos áramköröket, elemeketelektromos áramkörök és a velük való interakció gyakorlati jellemzői. Annak ellenére, hogy a téma egyszerű terminológiát használó magyarázatot feltételez, terjedelme miatt meglehetősen nehezen érthető. De miután megértette, megértheti az elektromos áramkörben előforduló folyamatokat és elemeinek célját.