Elektrik devresi ve elemanları

Bir elektrik devresinde, elektrik akımı adı verilen elektrik yüklü parçacıkların bir hareket kaynağı olmalıdır. Başka bir deyişle, elektrik akımının kendi patojeni olmalıdır. Kaynak (jeneratör) adı verilen böyle bir akım uyarıcısı, bir elektrik devresinin ayrılmaz bir parçasıdır.

Elektrik akımı doğada çeşitli etkilere neden olabilir; örneğin, akkor ampullerin parlamasına, ısıtma cihazlarının ve elektrik motorlarının çalıştırılmasına neden olur. Tüm bu cihaz ve cihazlara elektrik akımı alıcıları denir. Akım içlerinden geçtiğinden, yani bir elektrik devresine dahil olduklarından, alıcılar da devrenin elemanlarıdır.

Akım akışı, bir elektrik devresinin üçüncü önemli bileşeni olan elektrik telleri aracılığıyla gerçekleştirilen, kaynak ile lavabo arasında bir bağlantı olmasını gerektirir.

Elektrik devresi - elektrik akımının geçişi için tasarlanmış bir dizi cihaz. Devre, enerji kaynakları (jeneratörler), enerji tüketicileri (yükler), enerji iletim sistemleri (teller) tarafından oluşturulur.

Bir elektrik devresi, bir yol oluşturan bir dizi cihaz ve nesnedir. elektrik, elektromotor kuvveti, akım ve gerilim kavramları kullanılarak tanımlanabilen elektromanyetik süreçler.

En basit elektrik tesisatı bir kaynaktan (galvanik hücre, pil, jeneratör vb.), tüketicilerden veya elektrik enerjisi alıcıları (akkor lambalar, elektrikli ısıtıcılar, elektrik motorları vb.) ve voltaj kaynağının terminallerini tüketicinin terminallerine bağlayan bağlantı kabloları. Bunlar. elektrik devresi - birbirine bağlı bir dizi elektrik enerjisi kaynağı, alıcılar ve bunları birbirine bağlayan teller (iletim hattı).

İncir. 1. Elektrik şeması

Elektrik devresi iç ve dış kısımlara ayrılmıştır. Elektrik enerjisinin kaynağı, elektrik devresinin iç kısmına aittir. Devrenin dış kısmı, bağlantı tellerini, tüketicileri, bıçaklı anahtarları, anahtarları, elektrik sayaçlarını, yani elektrik enerjisi kaynağının terminallerine bağlı her şeyi içerir.

Elektrik akımı sadece kapalı bir elektrik devresinde akabilir. Devrenin herhangi bir noktada kesilmesi elektrik akımının durmasına neden olur.

Altında Doğru akım ile elektrik devreleri elektrik mühendisliğinde, akımın yönünü değiştirmediği devreler, yani sabit olduğu EMF kaynaklarının polaritesi anlamına gelir.

Alternatif akım için Elektrik devreleri altında, zamanla değişen bir akımın aktığı devreler anlamına gelir (bkz. alternatif akım). 

Devre için güç kaynakları galvanik hücreler, elektrik akümülatörleri, elektromekanik jeneratörler, termoelektrik jeneratörler, fotoseller vs.'dir. Modern teknolojide, elektrik jeneratörleri ağırlıklı olarak enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Tüm güç kaynaklarının sahip olduğu iç direnç elektrik devresinin diğer elemanlarının direncine kıyasla değeri küçük olan.

DC alıcılar, elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren elektrik motorları, ısıtma ve aydınlatma cihazları, elektroliz tesisleri vb.

Yardımcı ekipman olarak, elektrik devresi açma ve kapama cihazları (örneğin anahtarlar), elektrik miktarlarını ölçmek için aletler (örneğin ampermetreler ve voltmetreler), koruyucu cihazlar (örneğin sigortalar) içerir.

Tüm elektrik alıcıları, ana parametreler voltaj ve güç olan elektriksel parametrelerle karakterize edilir. Elektrik alıcısının normal çalışması için, bakımının yapılması gereklidir. Anma gerilimi. 

Elektrik devresinin elemanları aktif ve pasif olarak ayrılmıştır. EVET elektrik devresinin aktif elemanları, EMF'nin indüklendiği elemanları içerir (EMF kaynakları, elektrik motorları, şarj sırasında piller, vb.). EVET Pasif elemanlar, elektrik alıcılarını ve bağlantı kablolarını içerir.

Devreler, geleneksel olarak elektrik devrelerini temsil etmek için kullanılır. Bu şemalarda, elektrik devresinin kaynakları, alıcıları, kabloları ve diğer tüm cihazları ve elemanları, belirli bir şekilde yapılmış geleneksel semboller (grafik gösterimler) kullanılarak gösterilir.

GOST 18311-80'e göre:

Güç kaynağı devresi - işlevsel amacı elektrik enerjisinin ana kısmının üretimi veya iletimi, dağıtımı, başka bir enerji türüne veya diğer parametre değerleri ile elektrik enerjisine dönüştürülmesi olan elemanları içeren bir elektrik devresi.

Bir elektrikli ürünün (cihazın) yardımcı devresi - bir elektrikli ürünün (cihazın) güç elektrik devresi olmayan, çeşitli işlevsel amaçlar için bir elektrik devresi.

Elektrik kontrol devresi - işlevsel amacı elektrikli ekipmanı ve (veya) tek tek elektrikli ürünleri veya cihazları etkinleştirmek veya parametrelerinin değerlerini değiştirmek olan bir elektrikli ürünün (cihazın) yardımcı devresi.

Elektrik sinyal devresi - işlevsel amacı sinyal cihazlarını etkinleştirmek olan bir elektrikli ürünün (cihazın) yardımcı devresi.

Elektriksel ölçüm devresi - fonksiyonel amacı parametre değerlerini ölçmek ve (veya) kaydetmek ve (veya) bir elektrikli ürünün (cihazın) veya elektriksel ölçümleri hakkında bilgi almak olan bir elektrikli ürünün (cihazın) yardımcı devresi teçhizat.

Topolojik özelliklere göre, elektrik devreleri ayrılır:

• basit (tek devre), iki düğümlü ve karmaşık (çok zincirli, çok düğümlü, düz (düz) ve hacimsel);

• iki kutuplu, iki harici çıkışlı (iki kutuplu ve çok kutuplu, ikiden fazla harici çıkış içeren (dört kutuplu, çok kutuplu).

Devre teorisi açısından enerji kaynakları ve alıcıları (tüketiciler) iki kutupludur, çünkü enerji ilettikleri veya aldıkları iki kutup, çalışmaları için gerekli ve yeterlidir. Bir veya daha fazla iki uçlu ağ, bir kaynak içeriyorsa aktif veya bir kaynak içermiyorsa pasif olarak adlandırılır (sırasıyla devrenin sol ve sağ kısımları).

Kaynaklardan alıcılara güç ileten cihazlar dört kutupludur, çünkü gücü jeneratörden yüke aktarmak için en az dört kelepçeye sahip olmaları gerekir. Enerji iletimi için en basit cihaz tellerdir.

Elektrik devresinde aktif ve pasif iki uçlu ağlar

Genelleştirilmiş eşdeğer devre şeması

Elektrik direncine sahip olan ve direnç olarak adlandırılan bir elektrik devresinin elemanları, sözde akım-gerilim özelliği ile karakterize edilir - elemanın terminallerindeki voltajın içindeki akıma bağımlılığı veya elemandaki akımın bağımlılığı terminallerindeki voltaj üzerinde.

Bir elemanın direnci, içindeki akımın herhangi bir değerinde ve ona uygulanan voltajın herhangi bir değerinde sabitse, o zaman akım-gerilim karakteristiği düz bir çizgidir ve böyle bir elemana doğrusal eleman denir.

Genel olarak direnç hem akıma hem de gerilime bağlıdır… Bunun bir nedeni, içinden akım geçen bir telin ısınması nedeniyle direncinin değişmesidir. Sıcaklık arttıkça iletkenin direnci artar. Ancak birçok durumda bu bağımlılık önemsiz olduğundan, öğe doğrusal kabul edilir.

Bölümlerin elektrik direnci değerlere bağlı olmayan bir elektrik devresi ve mevcut yönler ve devredeki gerilimlere lineer elektrik devresi denir... Böyle bir devre sadece lineer elemanlardan oluşur ve durumu lineer cebirsel denklemlerle tanımlanır.

Bir devre elemanının direnci önemli ölçüde akıma veya gerilime bağlıysa, o zaman akım-gerilim karakteristiği doğrusal değildir ve böyle bir elemana doğrusal olmayan eleman denir.

Bölümlerinden en az birinin elektriksel direnci, devrenin bu bölümündeki akım ve gerilimlerin değerlerine veya yönlerine bağlı olan elektrik devresine denir. doğrusal olmayan elektrik devresi… Böyle bir devre en az bir doğrusal olmayan eleman içerir.

Elektrik devrelerinin özelliklerinin açıklanmasında, devredeki elektromotor kuvvet (EMF), voltaj ve akım değerleri ile direnç, endüktans, kapasitans değerleri ve devre yapım yöntemi arasında bir ilişki kurulur.

Elektrik devrelerini analiz ederken, devrelerin aşağıdaki topolojik parametreleri kullanılır:

• dal - aynı elektrik akımının aktığı bir elektrik devresinin bir bölümü;
• düğüm - elektrik devresinin dallarının birleşimi. Genellikle, iki dalın bağlandığı yere düğüm değil, bağlantı (veya değiştirilebilir düğüm) denir ve bir düğüm en az üç dalı birbirine bağlar;
• devre - bir elektrik devresinin, düğümlerden birinin yolun hem başlangıcı hem de sonu olduğu ve diğerlerinin yalnızca bir kez buluştuğu kapalı bir yol oluşturan bir dizi dal.

Eski eğitim kaseti. 1973'te yayınlanan eski "Electrical Engineering with the Basics of Electronics" eğitim kasetinin 7 bölümünden biri.okul malzemeleri fabrikasından:

Doğru elektrik akımı ile elektrik ve manyetik devreler