Что называют электрической цепью: Электрические цепи — урок. Физика, 8 класс.

Электрическая цепь

В предыдущей теме в § 8-ж мы познакомились с разнообразными источниками электроэнергии (источниками тока). Наряду с ними существуют различные потребители электроэнергии: лампы, пылесосы, компьютеры и другие. Чтобы электроэнергию доставить от источников до потребителей, необходимы соединительные проводники, а чтобы управлять поступлением энергии, нужны коммутационные устройства: рубильники, выключатели, клеммы, розетки, вилки и так далее.

В физике и электротехнике источник электроэнергии и её потребители, соединённые вместе проводниками, называют электрической цепью. Слева показана цепь для наблюдения теплового, химического и магнитного действий тока одновременно.

В дальнейшем нам придётся использовать много электроприборов, соединяя их в разнообразные цепи. Чтобы лучше их понимать, мы будем использовать схематичные рисунки цепей – электрические схемы. Вот некоторые условные обозначения, которые мы будем применять:

Кроме изображённых на рисунке, существуют и другие обозначения электроприборов. С ними мы познакомимся по мере необходимости.

На рисунке вверху показана электрическая цепь, а слева – схема этой цепи. На ней присутствуют: лампа, сосуд с электродами и жидкостью, электромагнит, выключатель и пара клемм, к которым будет подключён источник электроэнергии.

 

Изучим теперь виды соединений проводников в цепи. Соединение бывает последовательным, параллельным и смешанным.

Взгляните на две схемы а и б на рисунке. Если вас попросят собрать цепь из источника электроэнергии и двух ламп, то вы, скорее всего, поступите, как изображено на схеме а. Такое соединение двух проводников – последовательное. Оно так названо потому, что, двигаясь по цепи от клеммы «–» к клемме «+», все электроны пройдут через обе лампы последовательно, то есть сначала через одну лампу, а затем через другую.

Но лампы можно соединить и так, как изображено на схеме б. Такое соединение двух проводников – параллельное. Это название подчёркивает, что, двигаясь по проводам, все электроны разделятся на две группы, которые пройдут через лампы параллельно, то есть независимо друг от друга.

В электрических цепях встречается и смешанное соединение электроприборов. На схеме в показано параллельное соединение приборов «резистор» и «вольтметр». Эта пара приборов последовательно соединена с прибором «амперметр» и клеммами для подключения источника электроэнергии.

Соберём цепь по этой схеме (см. рисунок). Слева, как и на схеме, расположим амперметр, справа – вольтметр и резистор. Два провода уходят за края рисунка; там клеммы источника электроэнергии.

Что такое амперметр, вольтметр и резистор, мы узнаем чуть позже. Пока важно запомнить: амперметр всегда включается последовательно, а вольтметр всегда включается параллельно с тем участком цепи, где проводятся электрические измерения.

Опубликовано в разделах: 8 класс, Постоянный электрический ток

Электрическая цепь и ее составные части

Электрической цепью называют совокупность устройств, необходимых для прохождения по ним электрического тока.

Предназначение любой электроцепи – доставка электроэнергии потребителю для ее дальнейшего преобразования в механическую, тепловую, электрохимическую энергию или в световое излучение. Понимание простых элементов цепей, их характеристик и величин необходимы для каждого образованного человека. Полученные знания помогут разбираться в электротехнических схемах, делать теоретические расчеты, а в дальнейшем – применять их в быту при ремонте простейшей техники и радиоэлектроники.

Цепи бывают с постоянным и переменным током. Постоянный – имеет постоянную полярность электродвижущей силы и не меняет своего направления. Примером сети постоянного тока может служить электропроводка автомобилей. Переменный ток меняет свое направление. В потребительской сети график зависимости переменного тока от времени имеет вид синусоиды. Полярность меняется 50 раз в секунду. Другими словами – частота тока равна 50 Гц (герц).

Под внешней частью цепи подразумевают провода, выключатели, электробытовые и измерительные приборы. Под внутренней – источники электропитания.

Содержание

• 1 Элементы цепи
• 2 Виды цепей
• 3 Физические величины, характеризующие цепь

Элементы цепи

Независимо оттого, из каких частей состоят электрические цепи, их объединяет одно – их составляющие должны производить, передавать или потреблять электричество.

Элементы подразделяются на пассивные и активные. К первым из них относят всё, что потребляет или передает электроэнергию: лампы, нагревательные элементы, электродвигатели и т.

д. Ко вторым – источники, вырабатывающие электроэнергию: генераторы, аккумуляторы, солнечные батареи и т.д. Также элементы делятся на двухполюсные (те, которые имеют 2 вывода) и многополюсные (те, которые имеют 4 и более вывода). В качестве примера двухполюсника можно привести резистор. В качестве четырехполюсника – повышающий или понижающий трансформатор.

Обязательными составляющими цепи являются:

1. Источник (Source) – в большинстве случаев аккумулятор, гальванический элемент или генератор. Изредка – ветрогенераторы и солнечные батареи.
2. Проводник (Conductor) – необходим для передачи электроэнергии от источника к электропотребителю.
3. Потребитель электроэнергии (Load, consumer) (чаще всего в быту это осветительные приборы, двигатели, нагревательные приборы, электроника, бытовая техника, такая как компьютеры, пылесосы, стиральные машины).
4. Замыкающее/размыкающее устройство (Switch) или выключатель.

Основными электроприемниками являются:

• Резисторы – потребитель, который имеет переменное или постоянное сопротивление.
• Конденсатор – потребитель, который имеет емкость. Он запасает энергию и имеет возможность ее возвратить.
• Катушка индуктивности – потребитель, создающий индуктивное поле.
• Электродвигатель – потребитель, превращающий энергию электронов, двигающихся вдоль проводника, в механическую.

Важно: Электроток протекает лишь по замкнутой цепи. Если ее разомкнуть – движение электронов в ней прекращается.

При чтении схем и расчетах пользуются следующими понятиями: контур, узел и ветвь.

• Ветвью называют участок с одним или несколькими компонентами, соединенными последовательно.
• Узлом называют место соединения двух и более ветвей.
• Контуром называется совокупность ветвей, которые образуют для тока замкнутый путь. При этом один из узлов в контуре должен являться и началом, и концом пути, а остальные узлы должны встречаться не более одного раза.

Облегчить чтение схем можно с помощью вот такой таблички:

Виды цепей

Чтобы успешно пользоваться электросхемами, необходимо иметь представление, какую электрическую цепь называют замкнутой и разомкнутой.

Замкнутой называют непрерывную цепь, состоящую из электроприборов и проводников. Как только она прерывается – становится разомкнутой. В таком состоянии она неспособна проводить ток, хотя в ней может быть напряжение, так как в ней появляется диэлектрик. В подавляющем большинстве случаев в качестве такого диэлектрика выступает обычный атмосферный воздух. На этом принципе работают приборы, предназначенные для размыкания – выключатели, рубильники, предохранители, кнопки.

Неразветвленной называют электрическую цепь, состоящую из источника и последовательно соединенных компонентов. Важнейшим признаком здесь является то, что во всех участках ток имеет одинаковую величину. Разветвленной – имеющую в своем составе одно или несколько параллельно соединенных компонентов.

Каждая может иметь одновременно несколько классификаций и названий:

• силовой – называют соединение приборов, необходимых для производства, передачи электроэнергии, ее преобразования или потребления;
• вспомогательной – ту, которая имеет разные функциональные назначения, но которая не является силовой;
• измерительной – называют необходимую для регистрации параметров сети и включенных в нее приборов;
• управляющей – называют приводящую в действие приборы или изменяющую их параметры в зависимости от общего предназначения;
• сигнализирующей называют приводящую в действия сигнальные устройства, показывающие на наличие тех или иных изменений.

Простейшей электрической цепью является источник, соединенный проводниками с электропотребителем, а простой называют любую одноконтурную. Сложными называются цепи, имеющие два и более контура. Они в свою очередь делятся на многоузловые, многоконтурные, объемные и плоскостные.

Физические величины, характеризующие цепь

Величин, которыми можно описать любую электрическую цепь несколько. Основными из них являются:

1. Напряжение – U (измеряется в вольтах (В)).
2. Сила тока – I (измеряется в амперах (А)).
3. Сопротивление – R (измеряется в омах (Ом)).
4. Мощность – P (измеряется в Ваттах (Вт)).
5. Ёмкость – С (измеряется в Фарадах (Ф).

Знание формул позволяет проводить практические расчеты. К примеру, сопротивление резистора зависит не только от тока, но и от напряжения. Формула, которая это отражает, называется Законом Ома для участка цепи и выглядит так:

I=U/R, где

• I – сила тока;
• U – напряжение;
• R – сопротивление.

Данная формула является фундаментальной. Она действует для любой среды и прочих параметров, независимо от различных составляющих и рода приборов.

Если резистор имеет постоянное сопротивление независимо от того, какой ток по нему протекает, он имеет название «линейный элемент».

Когда по резистору протекает ток, его сопротивление увеличивается из-за увеличения колебания на молекулярном уровне кристаллической решетки в проводнике. Колебания мешают движению электронов, и в результате энергия теряется понапрасну. Для того чтобы предотвратить перегорание резистора в цепь последовательно ему часто устанавливают предохранитель. Он содержит внутри легкоплавкий проводник, рассчитанный на перегорание при превышении параметров. Перегорая, предохранитель уберегает от повреждения всю схему и экономит, порой, часы при ремонте, так как поменять предохранитель легче, чем искать поврежденный компонент среди десятков таких же.

Узнать больше об электрических цепях можно с помощью

видео:

Related Posts:

• Как работает электронная/электрическая схема
• Как уменьшить счет за электроэнергию
• Определение базовой электроники
• Как преобразовать переменный ток в постоянный с помощью диода
• Электронные компоненты, детали и их функции
• Типы печатных плат | Различные типы печатных плат (PCB)
• Как паять – Руководство по ручной пайке
• Технология поверхностного монтажа SMT
• Структура атома
• Электрический ток
• Разница потенциалов

Как работает электрическая цепь?

Web Order разместил это 24 мая 2014 г.

Вы установили различные типы освещения вокруг своего предприятия и щелкаете выключателем, чтобы зажечь лампочку. Задумывались ли вы, что происходит, когда вы щелкаете выключателем и до того, как лампочка начинает излучать свет? Когда вы щелкаете выключателем лампочки, включается электрическая цепь, которая в конечном итоге зажигает лампочку. Вот что бывает!

 

Что такое электрическая цепь в осветительном устройстве?

Электрическая цепь состоит из источника электроэнергии, двух проводов, по которым может проходить электрический ток, и лампочки. Один конец обоих проводов присоединен к клемме ячейки, а их свободные концы подключены к лампочке. Электрическая цепь разрывается при выключении лампы. Чтобы зажечь лампочку, необходимо замкнуть электрическую цепь, то есть установить соединение между лампочкой и проводами, чтобы последние могли передавать электрический ток на лампочку. Для этого электрическая цепь должна быть замкнута.

 

Провода в электрической цепи сделаны из материала, называемого проводником, который помогает им передавать электричество. Эти провода имеют низкое сопротивление электрическому току. Медь и алюминий обычно используются в качестве материала проводов в люминесцентных лампах. Однако в лампе накаливания электрический ток проходит через тонкую полоску вольфрамовой проволоки, называемую нитью накала. Нить нагревается и излучает свет.

 

Различные типы электрических цепей и принцип их работы

Электрические цепи могут быть разных типов. Однако не все такие соединения желательны с точки зрения безопасности вашего рабочего места.

 

Короткое замыкание – это ситуация, когда случайно создается путь прохождения тока с низким сопротивлением, например, когда два провода входят в тесный контакт друг с другом, и электрический ток начинает течь по пути, отличному от пути цепи . Это потенциально опасная ситуация, когда большой электрический ток начинает протекать через электрические компоненты, не предназначенные для этого. Может выделяться большое количество тепла, что может привести к пожару. Вот почему, как владелец бизнеса, заботящийся о безопасности, вы должны убедиться, что в электрической системе ваших коммерческих помещений установлены высококачественные предохранители и автоматические выключатели.

 

Эти компоненты автоматически размыкают электрическую цепь и прерывают подачу электрического тока, когда ток превышает средний. Это предотвращает нагревание электрическим током компонентов ваших осветительных приборов и их повреждение.

 

Как следует из названия, параллельная электрическая цепь состоит из нескольких электрических цепей, которые получают питание от одного и того же источника электроэнергии. Например, как и в системе электропроводки дома, вы можете создать параллельные цепи в своих коммерческих помещениях, где все источники света и другие электроприборы будут питаться от одного и того же источника электроэнергии.

 

Даже если один из осветительных приборов выходит из строя, все остальные источники света по-прежнему питаются, и в вашем офисе никогда не бывает темноты. С другой стороны, в случае короткого замыкания предохранитель и автоматические выключатели срабатывают и прерывают подачу электроэнергии. Напряжение снова возвращается к нулю, и потенциальная катастрофа предотвращается. На следующей схеме показаны две ситуации параллельной цепи: когда она работает как надо и когда произошло короткое замыкание.

 

В последовательной цепи все элементы соединены встык, и электрический ток с одинаковым напряжением протекает через эти элементы последовательно. Общее напряжение, протекающее через всю цепь, представляет собой сумму напряжений, проходящих через каждый компонент.

 

Однако существенным недостатком последовательной схемы является то, что если один осветительный прибор в цепи не работает (поврежден или не загорается по какой-либо причине), то все лампы в цепи не будут гореть, поскольку цепь разорвана. Поэтому последовательное подключение не подходит для коммерческих помещений. В конце концов, вы не захотите, чтобы ваша производственная деятельность остановилась, если где-то в помещении не загорится одна лампочка.