Elektrisch circuit en zijn elementen

In een elektrisch circuit moet er een bewegingsbron zijn van elektrisch geladen deeltjes, die een elektrische stroom wordt genoemd. Met andere woorden, elektrische stroom moet zijn eigen ziekteverwekker hebben. Zo'n stroomopwekker, een bron (generator) genoemd, is een integraal onderdeel van een elektrisch circuit.

Elektrische stroom kan verschillende effecten in de natuur veroorzaken, bijvoorbeeld gloeilampen doen gloeien, verwarmingsapparaten en elektromotoren aandrijven. Al deze apparaten en apparaten worden ontvangers van elektrische stroom genoemd. Omdat er stroom doorheen vloeit, dat wil zeggen dat ze zijn opgenomen in een elektrisch circuit, zijn ontvangers ook elementen van het circuit.

De stroomstroom vereist dat er een verbinding is tussen de bron en de gootsteen, wat wordt bereikt door middel van elektrische draden, die het derde belangrijke onderdeel van een elektrisch circuit zijn.

Elektrisch circuit - een reeks apparaten die zijn ontworpen voor de doorgang van elektrische stroom. Het circuit wordt gevormd door energiebronnen (generatoren), energieverbruikers (belastingen), energietransmissiesystemen (draden).

Een elektrisch circuit is een set apparaten en objecten die een pad vormen voor elektriciteit, elektromagnetische processen die kunnen worden beschreven met behulp van het concept van elektromotorische kracht, stroom en spanning.

De eenvoudigste elektrische installatie bestaat uit een bron (galvanische cel, batterij, generator, etc.), verbruikers of ontvangers van elektrische energie (gloeilampen, elektrische kachels, elektromotoren, enz.) en verbindingsdraden die de klemmen van de spanningsbron verbinden met de klemmen van de verbruiker. Deze. elektrisch circuit - een reeks onderling verbonden bronnen van elektrische energie, ontvangers en draden die ze verbinden (transmissielijn).

Afb. 1. Elektrisch schema

Het elektrische circuit is verdeeld in interne en externe delen. De bron van elektrische energie zelf behoort tot het interne deel van het elektrische circuit. Het externe deel van het circuit omvat verbindingsdraden, verbruikers, messchakelaars, schakelaars, elektrische meters, dat wil zeggen alles dat is aangesloten op de terminals van de bron van elektrische energie.

Elektrische stroom kan alleen vloeien in een gesloten elektrisch circuit. Als het circuit op enig moment wordt verbroken, stopt de elektrische stroom.

Onder Elektrische circuits met gelijkstroom in elektrotechniek bedoelen ze circuits waarin de stroom niet van richting verandert, dat wil zeggen de polariteit van de EMF-bronnen, waarin deze constant is.

Onder elektrische circuits voor wisselstroom worden circuits verstaan ​​waarin een stroom vloeit die in de tijd varieert (vgl. wisselstroom). 

De krachtbronnen voor het circuit zijn galvanische cellen, elektrische accu's, elektromechanische generatoren, thermo-elektrische generatoren, fotocellen, enz. In de moderne technologie worden elektrische generatoren voornamelijk gebruikt als energiebronnen. Alle voedingen hebben interne weerstand waarvan de waarde klein is in vergelijking met de weerstand van andere elementen van het elektrische circuit.

DC-ontvangers zijn elektromotoren die elektrische energie omzetten in mechanische energie, verwarmings- en verlichtingsapparaten, elektrolyse-installaties, enz.

Als hulpapparatuur omvat het elektrische circuit apparaten voor het in- en uitschakelen (bijvoorbeeld schakelaars), instrumenten voor het meten van elektrische grootheden (bijvoorbeeld ampèremeters en voltmeters), beveiligingsinrichtingen (bijvoorbeeld zekeringen).

Alle elektrische ontvangers worden gekenmerkt door elektrische parameters, de belangrijkste zijn spanning en vermogen. Voor de normale werking van de elektrische ontvanger is onderhoud noodzakelijk Nominale spanning. 

De elementen van het elektrische circuit zijn onderverdeeld in actief en passief. JA actieve elementen van het elektrische circuit omvatten die waarin EMF wordt geïnduceerd (EMF-bronnen, elektrische motoren, batterijen tijdens het opladen, enz.). JA passieve elementen omvatten elektrische ontvangers en verbindingsdraden.

Circuits worden gebruikt om conventioneel elektrische circuits weer te geven. Op deze schema's worden de bronnen, ontvangers, draden en alle andere apparaten en elementen van het elektrische circuit aangegeven met behulp van conventionele symbolen (grafische aanduidingen) die op een bepaalde manier zijn gemaakt.

Volgens GOST 18311-80:

Voedingscircuit - een elektrisch circuit dat elementen bevat waarvan het functionele doel de productie of transmissie is van het grootste deel van elektrische energie, de distributie, transformatie ervan in een ander type energie of in elektrische energie met andere parameterwaarden.

Hulpcircuit van een elektrisch product (apparaat) — een elektrisch circuit voor verschillende functionele doeleinden, dat geen elektrisch stroomcircuit van een elektrisch product (apparaat) is.

Elektrisch regelcircuit - een hulpcircuit van een elektrisch product (apparaat), waarvan het functionele doel is om elektrische apparatuur en (of) individuele elektrische producten of apparaten te activeren of om de waarden van hun parameters te wijzigen.

Elektrisch signaalcircuit - een hulpcircuit van een elektrisch product (apparaat), waarvan het functionele doel is om signaleringsapparaten te activeren.

Elektrisch meetcircuit — een hulpcircuit van een elektrisch product (apparaat), waarvan het functionele doel is het meten en (of) registreren van parameterwaarden en (of) het ontvangen van informatie over de metingen van een elektrisch product (apparaat) of elektrisch apparatuur.

Volgens topologische kenmerken zijn elektrische circuits onderverdeeld in:

• voor eenvoudig (enkel circuit), twee knooppunten en complex (multi-chain, multi-node, plat (plat) en volumetrisch);

• tweepolig, met twee externe uitgangen (tweepolig en meerpolig, met meer dan twee externe uitgangen (vierpolig, meerpolig).

Bronnen en ontvangers (consumenten) van energie vanuit het oogpunt van circuittheorie zijn bipolair, aangezien twee polen waardoor ze energie verzenden of ontvangen noodzakelijk en voldoende zijn voor hun werking. Een of ander netwerk met twee terminals wordt actief genoemd als het een bron bevat, of passief als het geen bron bevat (respectievelijk de linker en rechter delen van het circuit).

Apparaten die stroom van bronnen naar ontvangers overbrengen, zijn vierpolig omdat ze ten minste vier klemmen moeten hebben om stroom van de generator naar de belasting over te dragen. Het eenvoudigste apparaat voor het overbrengen van energie zijn draden.

Actieve en passieve netwerken met twee aansluitingen in het elektrische circuit

Gegeneraliseerd equivalent schakelschema

Elementen van een elektrisch circuit die elektrische weerstand hebben en weerstanden worden genoemd, worden gekenmerkt door de zogenaamde stroom-spanningskarakteristiek - de afhankelijkheid van de spanning aan de klemmen van het element van de stroom erin of de afhankelijkheid van de stroom in het element op de spanning op de klemmen.

Als de weerstand van een element constant is bij elke waarde van de stroom erin en elke waarde van de spanning die erop wordt toegepast, dan is de stroom-spanningskarakteristiek een rechte lijn en wordt zo'n element een lineair element genoemd.

Over het algemeen hangt weerstand af van zowel stroom als spanning... Een reden hiervoor is de verandering in weerstand van een draad wanneer er stroom doorheen gaat als gevolg van de verwarming. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de weerstand van de geleider toe. Maar aangezien deze afhankelijkheid in veel gevallen onbeduidend is, wordt het element als lineair beschouwd.

Een elektrisch circuit waarvan de elektrische weerstand van de secties niet afhankelijk is van de waarden en huidige richtingen en spanningen in het circuit wordt een lineair elektrisch circuit genoemd... Zo'n circuit bestaat alleen uit lineaire elementen en de toestand ervan wordt beschreven door lineaire algebraïsche vergelijkingen.

Als de weerstand van een circuitelement aanzienlijk afhangt van stroom of spanning, dan is de stroom-spanningskarakteristiek niet-lineair en wordt zo'n element een niet-lineair element genoemd.

Een elektrisch circuit waarvan de elektrische weerstand van ten minste één van de secties afhangt van de waarden of richtingen van stromen en spanningen in dit gedeelte van het circuit, wordt genoemd niet-lineair elektrisch circuit… Zo'n schakeling bevat minstens één niet-lineair element.

Bij het beschrijven van de eigenschappen van elektrische circuits wordt een relatie gelegd tussen de waarden van elektromotorische kracht (EMF), spanningen en stromen in het circuit met de waarden van weerstanden, inductanties, capaciteiten en de methode van circuitconstructie.

Bij het analyseren van elektrische circuits worden de volgende topologische parameters van de circuits gebruikt:

• aftakking - een deel van een elektrisch circuit waardoor dezelfde elektrische stroom stroomt;
• knooppunt - de kruising van de takken van het elektrische circuit. Gewoonlijk wordt de plaats waar twee takken zijn verbonden geen knooppunt genoemd, maar een link (of schakelbaar knooppunt), en een knooppunt verbindt ten minste drie takken;
• circuit - een reeks takken van een elektrisch circuit die een gesloten pad vormen, waarbij een van de knooppunten zowel het begin als het einde van het pad is, en de andere elkaar slechts één keer ontmoeten.

Oude educatieve tape. Een van de 7 delen van de oude educatieve tape "Electrical Engineering with the Basics of Electronics", uitgebracht in 1973.van de schoolspullenfabriek:

Elektrische en magnetische circuits met gelijkstroom