Виды электрических цепей: Виды электрических цепей. - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Виды электрических цепей.

Силовая электрическая цепь – электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими значениями параметров.

Вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства) – электрическая цепь различного функционального назначения, не являющаяся силовой электрической цепью электротехнического изделия (устройства).

Электрическая цепь управления – вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства), функциональное назначение которой состоит в приведении в действие электрооборудования и (или) отдельных электротехнических изделий или устройств или в изменении значений их параметров.

Электрическая цепь сигнализации – вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства), функциональное назначение которой состоит в приведении в действие сигнальных устройств.

Электрическая цепь измерения – вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства), функциональное назначение которой состоит в измерении и (или) регистрации значений параметров и (или) получении информации измерений электротехнического изделия (устройства) или электрооборудования.

По топологическим особенностям электрические цепи подразделяют:

на простые (одноконтурные);
двухузловые и сложные (многоконтурные, многоузловые, планарные (плоскостные) и объемные);
двухполюсные, имеющие два внешних вывода (двухполюсники и многополюсные, содержащие более двух внешних выводов (четырехполюсники, многополюсники)

Источники и приемники (потребители) энергии с точки зрения теории цепей являются двухполюсниками, так как для их работы необходимо и достаточно двух полюсов, через которые они передают либо принимают энергию. Тот или иной двухполюсник называют активным, если он содержит источник, или пассивным – если он не содержит источник (соответственно, левая и правая части схемы).

Рис. 1. Активный и пассивный двухполюсники в электрической цепи

Устройства, передающие энергию от источников к приемникам, являются четырехполюсниками, так как они должны обладать, по меньшей мере, четырьмя зажимами для передачи энергии от генератора к нагрузке. Простейшим устройством передачи энергии являются провода.

Элементы электрической цепи, обладающие электрическим сопротивлением и называемые резисторами, характеризуются так называемой вольт-амперной характеристикой – зависимостью напряжения на зажимах элемента от тока в нем или зависимостью тока в элементе от напряжения на его зажимах.

Если сопротивление элемента постоянно при любом значении тока в нем и любом значении приложенного к нему напряжения, то вольт-амперная характеристика прямая линия и такой элемент называется линейным элементом.

В общем случае сопротивление зависит как от тока, так и от напряжения. Одна из причин этого состоит в изменении сопротивления проводника при протекании по нему тока из-за его нагрева.

При повышении температуры сопротивление проводника увеличивается. Но так как во многих случаях эта зависимость незначительна, элемент считают линейным.

Рис. 2. Обобщенная эквивалентная схема электрической цепи

Электрическая цепь, электрическое сопротивление участков которой не зависит от значений и направлений токов и напряжений в цепи, называется линейной электрической цепью. Такая цепь состоит только из линейных элементов, а ее состояние описывается линейными алгебраическими уравнениями.

Если сопротивление элемента цепи существенно зависит от тока или напряжения, то вольт-амперная характеристика носит нелинейный характер, а такой элемент называется нелинейным элементом.

Электрическая цепь, электрическое сопротивление хотя бы одного из участков которой зависит от значений или от направлений токов и напряжений в этом участке цепи, называется нелинейной электрической цепью. Такая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент.

При описании свойств электрических цепей устанавливается связь между величинами электродвижущей силы (ЭДС), напряжений и токов в цепи с величинами сопротивлений, индуктивностей, емкостей и способом построения цепи.

При анализе электрических схем пользуются следующими топологическими параметрами схем:

ветвь — участок электрической цепи, вдоль которого протекает один и тот же электрический ток;
узел — место соединения ветвей электрической цепи. Обычно место, где соединены две ветви, называют не узлом, а соединением (или устранимым узлом), а узел соединяет не менее трех ветвей;
контур — последовательность ветвей электрической цепи, образующая замкнутый путь, в которой один из узлов одновременно является началом и концом пути, а остальные встречаются только один раз.

_____ 34

Топология — раздел математики, изучающий в самом общем виде явление непрерывности.
Топология — система множеств, использующаяся в определении топологического пространства.
Сетевая топология — схема расположения и соединения сетевых устройств.

_____ 35

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.

_____ 36

Резистор — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряжения в силу тока, ограничения тока, поглощения электрической энергии и др. Весьма широко используемый компонент практически всех электрических и электронных устройств.

Виды повреждений в электрических цепях

Страница 2 из 27

ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ. СПОСОБЫ ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ МАШИНИСТА ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ И УСТРАНЕНИИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ. СВЕДЕНИЯ О ПРОВОДАХ

Характеристика видов повреждений в электрических цепях

Наиболее распространенными неисправностями в электрических цепях являются короткие замыкания (к.з.) и обрывы, менее распространенными — соединение проводов между собой.

Короткие замыкания в электрической цепи представляют собой соединение токоведущих частей аппаратов и проводов с корпусом электровоза.

Они могут проявляться в следующих видах:

отсоединение провода низковольтной (силовой) цепи от зажима аппарата вследствие ослабления его крепления или выплавления провода силовой цепи из наконечника и соединение его с корпусом;
пробой изоляции стойки аппарата, имеющей металлический стержень, на этот стержень. Пробой может быть у таких аппаратов, как электропневматические контакторы и контакторные элементы группового переключателя. Как правило, пробой происходит под одним из кронштейнов аппарата из-за повреждения поверхностного слоя изоляции при установке кронштейна на стойку, ее старения, а также из-за скопления пыли и ее последующего увлажнения;

перекрытие по стойке аппарата из-за загрязнения или увлажнения ее поверхности и соединение вследствие этого кронштейна аппарата с элементами крепления стойки к каркасу или с его металлическим основанием. Перекрытие стоек происходит у таких аппаратов, как электромагнитные контакторы, электропневматические контакторы со стойками из стеклопласта, элементы кулачковых аппаратов ПкР, ПкТ, ПкС и ПкД, а также у изоляторов крышевого оборудования и полиэтиленовых шлангов токоприемников;
падение забытого при техническом обслуживании электровоза инструмента с каркаса блока аппаратов или с каркаса самого аппарата и соединение его токоведущих элементов с одним из этих каркасов;

пробой изоляции обмоток электрических машин из-за нарушений технологии изготовления или ремонта, старения изоляции, ее преждевременного высыхания из-за продолжительной работы с большими токами, а также увлажнения;
круговой огонь, возникающий на коллекторах электрических машин.

Как правило, к.з. сопровождается отключением защитного аппарата силовой или низковольтной цепи. Если величина тока к.з. по каким-то причинам не достигает тока уставки защитного аппарата, происходит понижение напряжения в силовой или низковольтной цепи в момент ее подключения. Кроме того, к.з. в силовой цепи сопровождается хлопком дуги в дугогасительных устройствах аппаратов, размыкающих эту цепь; возможны дым, огонь или отсветы дуги.

Признаками к.з. являются запах горелой изоляции проводов или ее обугливание, копоть и обугливание изоляции стоек аппаратов, подгар или оплавление контактов. В электрических машинах видны следы кругового огня в коллекторно-щеточном узле.
Обрыв электрической цепи — это прекращение прохождения тока по электрической цепи. Они проявляются в виде отсоединений проводов от аппаратов без касания ими корпуса, нарушений контакта в кнопках, контактной системе реле, контакторных элементах контроллера машиниста из-за запыленности, слабого нажатия контактов или их подгара.

Возможны также наволакивание грязи на медные сегменты блокировочных устройств силовых аппаратов, слабое нажатие блокировочных контактов, отгибание или их излом, выплавление наконечников проводов силовой цепи из-за недостаточного нажатия контактов аппаратов данной цепи. Возможны невключения аппаратов из-за механической неисправности привода, смещения подвижного контакта относительно неподвижного выше нормы, вызывающего трение первого о перегородки дугогасительной камеры, замерзания смазки, недостаточного давления сжатого воздуха или отсутствия последнего в приводе.

Признаком обрыва электрической цепи и ее последствием является является невозможность сбора одной из цепей. При этом иногда возникает звонковая работа одного из аппаратов. Защита при обрыве электрической цепи не срабатывает.
Соединение проводов между собой является наиболее редко встречающейся неисправностью электрических цепей, но ее обнаружение и, особенно, устранение являются весьма затруднительными.
Соединение проводов между собой происходит из-за перетирания их изоляции в пучках проводов в местах перегиба около реек зажимов, в пульте машиниста или контроллере машиниста. Кроме того, данная неисправность возникает из-за соединения наконечников проводов на зажимах аппаратов, соединения блокировочных пальцев из-за ослабления их крепления или соединения их посторонним предметом.
Соединение проводов выражается в том, что при сборе той или иной электрической цепи включается один или несколько аппаратов, что не предусмотрено схемой данной цепи.

Прозвонка электрической цепи

Прозвонкой называется проверка электрической цепи на к.з. и обрыв с помощью контрольной лампы, проводника, указателей напряжения, ампер-вольтметра или мегомметра. В поездных условиях для прозвонки электрических цепей применяют контрольную лампу, автоматический выключатель низковольтной цепи, дифференциальное реле силовой цепи или проводник. При использовании контрольной лампы перед каждой прозвонкой для проверки ее исправности и определения ее полного накала, зависящего от состояния аккумуляторной батареи, один провод от ее патрона подсоединяют к корпусу, а второй к «+ 50 В».
Примечание. Подобным образом проверяют наличие напряжения на требуемом проводе.

Проверка электрической цепи на к.з.

Для прозвонки электрической цепи на к.з. ее разбивают на отдельные участки путем выключения кнопок, аппаратов, контроллера машиниста, ножей разъединителей, переключением отключателей тяговых электродвигателей, подкладыванием изоляции под контакты и др. (рис. 1.1). Возможны два способа прозвонки.
Первый применим как для прозвонки низковольтной, так и силовой цепей. Один провод от патрона контрольной лампы подключают к «плюсу» 50 В, а вторым поочередно касаются участков (наконечников проводов) проверяемой цепи. Загорание лампы полным накалом указывает на место к.з. В нашем примере лампа загорается таким накалом при касании к проводу 704. При отсутствии к.з. в нем лампа загорается неполным накалом, и включается контактор К55.
Второй наиболее эффективен и выполняется путем поочередного подключения участков прозваниваемой электрической цепи к автоматическому выключателю защиты (предохранителю) низковольтной цепи или к одному из дифференциальных реле при контроле силовой цепи тяговых электродвигателей или высоковольтной цепи вспомогательных машин. Участок с к.з. определяют по отключению одного из вышеуказанных аппаратов защиты.
В нашем примере автоматический выключатель В23 «Вспомогательные машины» отключится при включении кнопки «Компрессор» на щите параллельной работы (в дальнейшем — ЩПР) БлКн7.

Примечание. В поездных условиях электрическая цепь, приведенная на рис. 1.1, для сокращения времени передвижения по секциям прозванивается несколько иначе (подробнее см. п. 9.3).

Проверка электрической цепи на обрыв

Она выполняется одним из четырех способов. При всех способах, кроме четвертого, цепь должна быть собрана.
Первый способ прозвонки. Его применяют только для прозвонки низковольтной электрической цепи. Она должна находиться под напряжением, предусмотренным схемой (рис. 1.2). Один провод от патрона контрольной лампы подключают к корпусу, а вторым поочередно касаются участков (проводов) прозваниваемой цепи: при касании к одному из них лампа загорается, а ко второму — нет. В нашем примере при касании к проводу 703 лампа загорается, к проводу 704 — нет, значит, обрыв у кнопки «Компрессор» на ЩПР БлКн7.

Рис. 1.1. Схема прозвонки упрощенной электрической пени управления мотор-компрессорами на к.з. (реле РП22 выключено БВ)

Рис. 1.2. Схема прозвонки упрощенной электрической цепи управления мотор-компрессорами на обрыв

Второй способ прозвонки. Этот способ применяют для прозвонки силовых и низковольтных цепей. При этом подача напряжения в прозваниваемую цепь исключается. Один провод от патрона контрольной лампы подключают к «плюсу» 50 В, а вторым поочередно касаются участков контролируемой цепи.
Место обрыва определяют по тем же признакам, что и в первом способе. При прозвонке со стороны корпуса контрольная лампа до места обрыва загорается, а за ним — нет, при прозвонке со стороны «плюса» — наоборот. В нашем примере при касании к проводу 704 она загорается неполным накалом, и включается контактор К55, а при касании к проводу 703 — не загорается.
Третий способ прозвонки. Его применяют только для проверки низковольтной электрической цепи. Цепь должна быть собрана и находиться под напряжением, предусмотренным схемой. Прозвонка заключается в том, что блокировочные контакты силовых аппаратов, контакты реле или главные контакты низковольтных электромагнитных контакторов, включенные в контролируемую цепь, поочередно закорачивают проводником с зачищенными концами или с припаянными к ним зажимами типа «крокодил» до момента срабатывания аппарата или аппаратов этой цепи.
Четвертый способ прозвонки. Этот способ также применяют только для прозвонки низковольтной цепи. Он заключается в том, что наличие напряжения на проводах проверяемой цепи определяют по срабатыванию аппарата на слух. Например, наличие напряжения на проводе 505 (рис. 1.3) проверяется путем переключения любого отключателя тяговых электродвигателей секции, из которой производится управление, из одного положения в другое.

Назад
Вперёд

Электрическая цепь. Типы электрических цепей

Основными типами электрических цепей являются Замкнутая цепь, Разомкнутая цепь, Короткое замыкание, Последовательная цепь и Параллельная цепь. Электрическая цепь обеспечивает токопроводящий путь для протекания электрического заряда или электрического тока.

В этой статье мы обсудим определение электрических цепей и типы электрических цепей.

Что такое электрическая цепь?

Когда источник питания подключается к нагрузке токопроводящим проводом, он образует электрическую цепь. Проводник из меди или алюминия используется для установления электрического соединения между источником питания и нагрузкой.

Мы также используем выключатель ВКЛ/ВЫКЛ и предохранитель между источником и нагрузкой для включения/выключения нагрузки и для защиты оборудования, подключенного к источнику.

Типы электрических цепей

Мы обсудим различные типы электрических цепей.

Замкнутая цепь

В замкнутой цепи-

Нагрузка подключена к источнику.
Источник подает ток на нагрузку.
Ток, протекающий в цепи, зависит от величины напряжения источника.

Разомкнутая цепь

Цепь становится разомкнутой в следующих случаях.

При отключении цепи
При перегорании предохранителя из-за неисправности в цепи

В этом состоянии ток, протекающий через замкнутую цепь, прерывается, а источник питания и нагрузка отключаются.

Короткое замыкание

В случае короткого замыкания;

Соединительные провода между источником и нагрузкой получают короткое замыкание.
Максимальный ток через цепь
Перегорели предохранители
Наконец цепь становится разомкнутой.

Основной причиной короткого замыкания является нарушение изоляции соединительных проводов или нарушение изоляции в электрооборудовании.

Последовательная цепь

Когда 2 или более электрооборудования соединены последовательно, образуется последовательная цепь. В последовательной цепи величина тока, протекающего в оборудовании, одинакова. Последовательная цепь имеет единственный путь для протекания тока.

Мы называем последовательное соединение сквозным соединением или каскадным соединением. Недостатком последовательной цепи является то, что вся цепь становится разомкнутой, если выходит из строя одна часть оборудования.

Свойства последовательной цепи:

Одинаковая величина тока проходит через каждую нагрузку.
Напряжение источника равно сумме падений напряжения на каждой нагрузке.
В = В ₁ + В ₂ + В ₃ + …..+ V _n

Эквивалентное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных нагрузок.
R _{Уравнение} = R ₁ +R ₂ +R ₃ +R ₄ +………. +R _N
Эквивалентная сопротивление (R _EQ)
Эквивалентная сопротивление (R _EQ)). наибольшее значение сопротивления из всех отдельных сопротивлений.

Параллельное соединение

Параллельное соединение,

Две или более нагрузки подключены к источнику питания.
Ток, протекающий через каждую нагрузку, зависит от сопротивления нагрузки. Более низкое сопротивление потребляет больше тока, а более высокое сопротивление потребляет меньше тока в соответствии с законом Ома.
Напряжение на всех нагрузках одинаковое.
Если одна из нагрузок отключается, другие нагрузки продолжают работать.

Свойства параллельных цепей:

Разность потенциалов одинакова для всех параллельных нагрузок.
Распределение тока по нагрузкам соответствует индивидуальному сопротивлению нагрузки.
Суммарный ток, потребляемый всеми нагрузками, равен сумме индивидуальных токов нагрузки.
I = I ₁ + I ₂ + I ₃ + ……+ I _n

Сумма, обратная эквивалентному сопротивлению параллельной цепи индивидуальные сопротивления.
1/R = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ + ……… 1/R _n
Эквивалентное сопротивление меньше наименьшего из всех сопротивлений.
R < R ₁ , R < R ₂ , ….., R < R _n

Эквивалентная проводимость представляет собой математическое сложение отдельных проводимостей.
G = G ₁ + G ₂ +G ₃ + ……+ G _n

Эквивалентное сопротивление меньше наименьшего из всех сопротивлений, соединенных параллельно.

Другие типы схем

Серия-параллельная цепь
DC Circuit
Схема переменного тока

Читать Далее:

Связанные посты:

Пожалуйста, следуйте и нравятся США:

типов Circuitiots | Узнайте о различных типах электрических цепей

Электрическая цепь — это просто взаимосвязь элементов цепи, таких как резисторы, конденсаторы, источник напряжения или тока и т. д. В зависимости от типа элементов цепи и способа их соединения у нас могут быть разные типы цепей. В этом руководстве мы рассмотрим основные типы электрических цепей.

Краткое описание

Что такое электрическая цепь?

Предположим, у вас есть маленькая электрическая лампочка и батарейка. Чтобы заставить лампочку светиться, все, что вам нужно сделать, это соединить два контакта лампочки с положительной и отрицательной клеммами батареи. Вот и все. Вы составили простую электрическую цепь. Электрическая цепь представляет собой соединение различных типов элементов цепи, таких как источник энергии, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы и т. д.

Энергия от источника (в предыдущем примере это батарея) проходит через элементы цепи ( лампочка в данном случае) в виде электрического тока и на клеммах элементов появляется напряжение.

Типы цепей

Представьте, что у нас есть две лампочки, и мы хотим подключить их к аккумулятору. Как мы их соединим? Что произойдет, если мы соединим их спина к спине? Или мы можем подключить их к клеммам аккумулятора одновременно?

Суть приведенного выше обсуждения заключается в том, что в зависимости от того, как вы соединяете элементы схемы, у вас могут быть разные типы цепей и, соответственно, параметры цепи, такие как напряжение и ток отдельного элемента, будут различаться.

Например, если мы соединим две лампочки встречно-параллельно и подключим их к батарее, это называется последовательной цепью. Но если мы одновременно подключим обе лампочки к батарее, это называется параллельной цепью.

Существуют ли только эти два типа цепей? Нет, это два основных типа электрических цепей, и их гораздо больше. Ниже приведен список различных типов цепей, которые мы часто встречаем в электрических цепях.

Обрыв цепи
Замкнутая цепь
Параллельная цепь
– Параллельная комбинированная схема
Цепь Звезда-Дельта
Линейная цепь
Нелинейная цепь
Активная цепь
Пассивная цепь
Односторонний контур
Двусторонний контур
Цепь переменного тока
Цепь постоянного тока

Давайте теперь кратко разберемся в этих различных типах цепей.

Разомкнутая цепь

Если в электрической цепи есть разрыв на пути прохождения тока, то это называется разомкнутой цепью. Разомкнутый выключатель или перегоревший предохранитель прерывают подачу тока и, как следствие, делают цепь разомкнутой.

Замкнутая цепь

Чтобы в электрической цепи протекал ток, она должна быть замкнутой. Замкнутая цепь замыкает электрическую цепь и обеспечивает путь для протекания тока. Если мы переключим предыдущий переключатель, он замкнет цепь и сделает ее замкнутой.

Последовательная цепь

Если мы соединим все элементы цепи встречно-параллельно, то эта цепь называется последовательной цепью. В последовательной цепи есть только один путь для протекания тока, и в результате один и тот же ток протекает через все элементы цепи.

Параллельная цепь

Параллельная цепь полностью отличается от последовательной. В то время как между элементами цепи в последовательной цепи есть только одна общая точка, в параллельной цепи есть две общие точки. В параллельной цепи две клеммы обоих элементов схемы соединены вместе. В результате ток в параллельной цепи может протекать более чем по одному пути.

Серия – Параллельная комбинированная цепь

Серия А – Параллельная комбинированная цепь, как следует из названия, состоит из комбинации последовательной и параллельной цепей.

Цепь звезда-треугольник

Помимо последовательных и параллельных цепей, есть еще два типа цепей, которые не попадают ни в одну из этих категорий. Это схемы «звезда» и «треугольник». Если элементы соединены по схеме «звезда» (Y или звезда), то это называется звездной схемой. С другой стороны, если элементы соединены по схеме «треугольник» (треугольник), то это называется дельта-цепью.

Цепи “звезда” и “треугольник” очень важны в трансформаторах, и у нас также есть формулы для преобразования между схемами “звезда” и “треугольник”.

Линейная цепь

Линейный элемент — это электронный компонент, демонстрирующий линейную зависимость между напряжением и током, т. е. его свойства, такие как сопротивление, емкость, индуктивность и т. д., всегда постоянны. Некоторые линейные элементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т. д. Если цепь состоит только из этих линейных элементов, то цепь называется линейной цепью.

Все схемы на основе операционных усилителей, такие как усилители, интеграторы, дифференциаторы, фильтры и т. д., являются примерами линейных схем.

Нелинейная цепь

Нелинейный элемент представляет собой электронный компонент, который демонстрирует нелинейную зависимость между напряжением и током, т. е. его сопротивление, индуктивность или емкость непостоянны. Диоды и транзисторы являются двумя основными нелинейными элементами. Другие примеры включают катушки индуктивности и трансформаторы с железным сердечником.

Если цепь состоит хотя бы из одного нелинейного элемента, то она называется нелинейной цепью.

Активная цепь

Активная цепь — это электрическая цепь, которая имеет внутренний источник энергии или возвращает энергию к источнику. За исключением диодных схем, все полупроводниковые схемы являются активными цепями.

Пассивная цепь

Пассивная цепь — это электрическая цепь, которая получает энергию только от внешнего источника, но не возвращает ее источнику. Все цепи «RLC» являются пассивными цепями.

Односторонняя цепь

Односторонняя цепь — это электрическая цепь, характеристики или свойства которой изменяются в зависимости от направления тока или операции. Диод в качестве выпрямителя является классическим примером односторонней схемы, в которой он выпрямляет только положительный цикл сигнала переменного тока, но не отрицательный цикл.

Двусторонняя цепь

В двусторонней цепи характеристики или свойства цепи одинаковы независимо от направления работы или протекания тока. Резистивная цепь — это простой пример двусторонней цепи. В сложных схемах линия передачи представляет собой двустороннюю цепь.

Цепь переменного тока

Если основным источником питания в цепи является переменный ток, то она называется цепью переменного тока.