Электрической цепью называют набор устройств, предназначенных для прохождения по ним электрического тока. Назначение электроцепи — транспортировка электроэнергии потребителю для ее последующего преобразования в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую или электрохимическую. Из каких элементов состоят электрические цепи и как обозначаются на графических схемах – об этом рассказывается в данной статье.
Разновидности цепей
Различают цепи для постоянного и переменного токов. Постоянный ток не меняет своего направления. Пример сети постоянного тока — электрические цепи автомобилей. Переменный ток меняет свое направление с определенной частотой. График зависимости переменного тока от времени в нашей сети имеет синусоидальный вид. Полярность изменяется 50 раз в секунду, что соответствует частоте 50 Гц. Под внутренней частью цепи подразумевают источники электропитания. Под внешней — провода, переключатели, бытовые и измерительные приборы.
Элементы цепи
Все электрические цепи служат для производства, передачи и потребления электрической энергии. Элементы цепей подразделяются на пассивные и активные. К пассивным относятся потребляющие и передающие электроэнергию: лампочки, нагревательные элементы, электродвигатели и т.п. К активным —- источники, генерирующие электроэнергию: аккумуляторы, генераторы, солнечные батареи, термодатчики. Кроме этого элементы делятся на двухполюсные (два вывода) и многополюсные ( три и более выводов). Пример двухполюсника — резистор. Пример трехполюсника — транзистор.
Примеры составных частей электрической цепи:
- Источник. Обычно это аккумулятор, гальванический элемент или генератор. Реже, но бывают солнечные батареи или ветрогенераторы;
- Проводник. Необходимый элемент для транспортировки электроэнергии от источника к потребителю;
- Потребитель. Осветительные и нагревательные приборы, двигатели, бытовая техника, компьютеры;
- Переключающие (коммутирующие) устройства. В простейшем варианте — выключатель.
Электрический ток течет только по замкнутой цепи. Если цепь разомкнуть, то движение электронов прекратится.
Потребители электроэнергии
Перечислим основных потребителей:
- Резисторы — потребители, которые могут иметь как постоянное, так и переменное сопротивление;
- Конденсаторы — потребители, имеющие емкостные свойства;
- Индуктивности — потребители, создающие магнитное поле;
- Электродвигатель — потребитель, преобразующий электрическую энергию в механическую.
Контур, узел, ветвь
Для описания и анализа схем используются следующие термины:
- Ветвь — участок с одним или несколькими компонентами соединенными последовательно;
- Узел — место соединения двух и более ветвей;
- Контур — совокупность ветвей, образующих для тока замкнутый контур. Один из узлов в контуре должен быть и началом и концом пути. Остальные узлы должны встречаться не более одного раза.
Очень полезным элементом электрической цепи является предохранитель. Он предотвращает перегорание элементов цепи в случае перегрева. Предохранитель содержит легкоплавкий проводник, который перегорает в случае превышения допустимых параметров. Поменять предохранитель легче, чем найти сгоревший элемент среди сотен подобных элементов.
Что мы узнали?
Итак, мы узнали что такое электрическая цепь и ее составные части. Все электрические цепи состоят из источников, проводников, потребителей и переключающих устройств.
