Elektrický obvod a jeho prvky

V elektrickém obvodu musí existovat zdroj pohybu elektricky nabitých částic, který se nazývá elektrický proud. Jinými slovy, elektrický proud musí mít svůj vlastní patogen. Takový budič proudu, nazývaný zdroj (generátor), je nedílnou součástí elektrického obvodu.

Elektrický proud může v přírodě vyvolávat různé efekty – například způsobuje žhavení žárovek, pohání topná zařízení a elektromotory. Všechna tato zařízení a zařízení se nazývají přijímače elektrického proudu. Protože jimi protéká proud, to znamená, že jsou součástí elektrického obvodu, jsou součástí obvodu také přijímače.

Tok proudu vyžaduje, aby mezi zdrojem a jímkou ​​existovalo spojení, které se provádí pomocí elektrických vodičů, které jsou třetí důležitou součástí elektrického obvodu.

Elektrický obvod — soubor zařízení určených pro průchod elektrického proudu. Okruh je tvořen zdroji energie (generátory), spotřebiči energie (zátěže), systémy přenosu energie (vodiče).

Elektrický obvod je soubor zařízení a předmětů, které tvoří cestu pro elektřina, elektromagnetické procesy, které lze popsat pomocí konceptu elektromotorické síly, proudu a napětí.

Nejjednodušší elektroinstalaci tvoří zdroj (galvanický článek, baterie, generátor atd.), spotřebiče popř přijímače elektrické energie (žárovky, elektrické ohřívače, elektromotory atd.) a propojovací vodiče spojující svorky zdroje napětí se svorkami spotřebiče. Tyto. elektrický obvod — soubor vzájemně propojených zdrojů elektrické energie, přijímačů a vodičů, které je spojují (přenosové vedení).

Obr. 1. Elektrické schéma

Elektrický obvod je rozdělen na vnitřní a vnější část. Vlastní zdroj elektrické energie patří do vnitřní části elektrického obvodu. Vnější část obvodu zahrnuje propojovací vodiče, spotřebiče, nožové spínače, spínače, elektroměry, tedy vše, co je připojeno ke svorkám zdroje elektrické energie.

Elektrický proud může téci pouze v uzavřeném elektrickém obvodu. Přerušení obvodu v kterémkoli místě způsobí zastavení elektrického proudu.

Pod Elektrické obvody se stejnosměrným proudem v elektrotechnice znamenají obvody, ve kterých proud nemění svůj směr, tedy polaritu zdrojů EMF, ve kterých je konstantní.

V části Elektrické obvody pro střídavý proud se rozumí obvody, ve kterých protéká proud, který se mění s časem (srov. střídavý proud). 

Zdrojem energie pro obvod jsou galvanické články, elektrické akumulátory, elektromechanické generátory, termoelektrické generátory, fotočlánky atd. V moderní technice se jako zdroje energie používají především elektrické generátory. Všechny napájecí zdroje mají vnitřní odpor jehož hodnota je malá ve srovnání s odporem ostatních prvků elektrického obvodu.

DC přijímače jsou elektromotory, které přeměňují elektrickou energii na mechanickou energii, topná a osvětlovací zařízení, elektrolýzy atd.

Jako pomocná zařízení elektrický obvod zahrnuje zařízení pro zapínání a vypínání (například spínače), přístroje pro měření elektrických veličin (například ampérmetry a voltmetry), ochranná zařízení (například pojistky).

Všechny elektrické přijímače se vyznačují elektrickými parametry, z nichž hlavní jsou napětí a výkon. Pro normální provoz elektrického přijímače je nutné udržovat Jmenovité napětí. 

Prvky elektrického obvodu se dělí na aktivní a pasivní. ANO Mezi aktivní prvky elektrického obvodu patří ty, ve kterých se indukuje EMF (EMF zdroje, elektromotory, baterie při nabíjení atd.). Mezi pasivní prvky ANO patří elektrické přijímače a propojovací vodiče.

Obvody se používají ke konvenčnímu znázornění elektrických obvodů. Na těchto schématech jsou zdroje, přijímače, vodiče a všechna ostatní zařízení a prvky elektrického obvodu označeny pomocí konvenčních symbolů (grafických označení) provedených určitým způsobem.

Podle GOST 18311-80:

Napájecí obvod - elektrický obvod obsahující prvky, jejichž funkčním účelem je výroba nebo přenos hlavní části elektrické energie, její distribuce, přeměna na jiný druh energie nebo na elektrickou energii s jinými hodnotami parametrů.

Pomocný obvod elektrického výrobku (zařízení) — elektrický obvod pro různé funkční účely, který není silovým elektrickým obvodem elektrického výrobku (přístroje).

Elektrický řídicí obvod — pomocný obvod elektrického výrobku (zařízení), jehož funkčním účelem je aktivovat elektrické zařízení a (nebo) jednotlivé elektrické výrobky nebo zařízení nebo měnit hodnoty jejich parametrů.

Elektrický signální obvod — pomocný obvod elektrického výrobku (zařízení), jehož funkčním účelem je aktivovat signalizační zařízení.

Elektrický měřicí obvod — pomocný obvod elektrického výrobku (zařízení), jehož funkčním účelem je měřit a (nebo) registrovat hodnoty parametrů a (nebo) přijímat informace o měřeních elektrického výrobku (přístroje) nebo elektrického zařízení.

Podle topologických charakteristik se elektrické obvody dělí na:

• pro jednoduché (jednookruhové), dvouuzlové a složité (víceřetězcové, víceuzlové, ploché (ploché) a objemové);

• dvoupólový, se dvěma externími výstupy (dvoupólový a vícepólový, obsahující více než dva externí výstupy (čtyřpólový, vícepólový).

Zdroje a přijímače (spotřebitele) energie z hlediska teorie obvodů jsou bipolární, neboť pro jejich činnost jsou nezbytné a dostatečné dva póly, kterými energii vysílají nebo přijímají. Jedna nebo druhá dvoukoncová síť se nazývá aktivní, pokud obsahuje zdroj, nebo pasivní — pokud neobsahuje zdroj (levá a pravá část obvodu).

Zařízení, která přenášejí energii ze zdrojů do přijímačů, jsou čtyřpólová, protože musí mít alespoň čtyři svorky pro přenos energie z generátoru do zátěže. Nejjednodušším zařízením pro přenos energie jsou dráty.

Aktivní a pasivní dvousvorkové sítě v elektrickém obvodu

Zobecněné náhradní schéma zapojení

Prvky elektrického obvodu, které mají elektrický odpor a nazývají se rezistory, se vyznačují tzv. proudově napěťovou charakteristikou — závislostí napětí na svorkách prvku na proudu v něm nebo závislost proudu v prvku. na napětí na jeho svorkách.

Pokud je odpor prvku konstantní při jakékoli hodnotě proudu v něm a jakékoli hodnotě napětí, které je na něj aplikováno, pak charakteristika proud-napětí je přímka a takový prvek se nazývá lineární prvek.

Obecně platí, že odpor závisí na proudu i napětí... Jedním z důvodů je změna odporu drátu, když jím prochází proud v důsledku jeho zahřívání. S rostoucí teplotou se zvyšuje odpor vodiče. Ale protože v mnoha případech je tato závislost nevýznamná, je prvek považován za lineární.

Elektrický obvod, jehož elektrický odpor sekcí nezávisí na hodnotách a aktuální směry a napětí v obvodu se nazývá lineární elektrický obvod... Takový obvod se skládá pouze z lineárních prvků a jeho stav je popsán lineárními algebraickými rovnicemi.

Pokud odpor prvku obvodu výrazně závisí na proudu nebo napětí, pak charakteristika proud-napětí je nelineární a takový prvek se nazývá nelineární prvek.

Elektrický obvod, jehož elektrický odpor alespoň jedné z částí závisí na hodnotách nebo směrech proudů a napětí v této části obvodu, se nazývá nelineární elektrický obvod… Takový obvod obsahuje alespoň jeden nelineární prvek.

Při popisu vlastností elektrických obvodů je stanoven vztah mezi hodnotami elektromotorické síly (EMF), napětími a proudy v obvodu s hodnotami odporů, indukčností, kapacit a způsobem konstrukce obvodu.

Při analýze elektrických obvodů se používají následující topologické parametry obvodů:

• větev - úsek elektrického obvodu, kterým protéká stejný elektrický proud;
• uzel - křižovatka větví elektrického obvodu. Obvykle se místo, kde jsou spojeny dvě větve, nazývá uzel, ale spoj (nebo přepínatelný uzel) a uzel spojuje alespoň tři větve;
• obvod — řada větví elektrického obvodu tvořící uzavřenou cestu, ve které je jeden z uzlů současně začátkem i koncem cesty a ostatní se setkají pouze jednou.

Stará vzdělávací páska. Jedna ze 7 částí staré vzdělávací pásky „Elektrotechnika se základy elektroniky“, která vyšla v roce 1973.z továrny na školní potřeby:

Elektrické a magnetické obvody se stejnosměrným elektrickým proudem