Elektriahel ja selle elemendid

Elektriahelas peab olema elektriliselt laetud osakeste liikumise allikas, mida nimetatakse elektrivooluks. Teisisõnu, elektrivoolul peab olema oma patogeen. Selline voolu erguti, mida nimetatakse allikaks (generaatoriks), on elektriahela lahutamatu osa.

Elektrivool võib looduses põhjustada mitmesuguseid mõjusid – näiteks paneb see hõõglambid hõõguma, käitab kütteseadmeid ja elektrimootoreid. Kõiki neid seadmeid ja seadmeid nimetatakse elektrivoolu vastuvõtjateks. Kuna vool voolab läbi nende, see tähendab, et need on kaasatud elektriahelasse, on vastuvõtjad ka ahela elemendid.

Voolu liikumine eeldab, et allika ja valamu vahel oleks ühendus, mis saavutatakse elektrijuhtmete abil, mis on elektriahela kolmas oluline komponent.

Elektriahel - seadmete komplekt, mis on ette nähtud elektrivoolu läbimiseks. Ahela moodustavad energiaallikad (generaatorid), energiatarbijad (koormused), energia ülekandesüsteemid (juhtmed).

Elektriahel on seadmete ja objektide kogum, mis moodustavad tee elektrit, elektromagnetilised protsessid, mida saab kirjeldada kasutades elektromotoorjõu, voolu ja pinge mõistet.

Lihtsaim elektripaigaldis koosneb allikast (galvaanielement, aku, generaator jne), tarbijatest või elektrienergia vastuvõtjad (hõõglambid, elektrisoojendid, elektrimootorid jne) ja ühendusjuhtmed, mis ühendavad pingeallika klemmid tarbija klemmidega. Need. elektriahel — omavahel ühendatud elektrienergia allikate, vastuvõtjate ja neid ühendavate juhtmete kogum (ülekandeliin).

Joonis fig. 1. Elektriskeem

Elektriahel on jagatud sise- ja välisosadeks. Elektrienergia allikas ise kuulub elektriahela sisemisse ossa. Ahela välisosa sisaldab ühendusjuhtmeid, tarbijaid, nugalüliteid, lüliteid, elektriarvestiid, see tähendab kõike, mis on ühendatud elektrienergia allika klemmidega.

Elektrivool saab voolata ainult suletud elektriahelas. Ahela katkestamine mis tahes punktis põhjustab elektrivoolu seiskumise.

Under Alalisvooluga elektriahelad elektrotehnikas tähendavad need vooluahelaid, milles vool ei muuda oma suunda, st EMF-i allikate polaarsust, milles see on konstantne.

Jaotises Vahelduvvoolu elektriahelad tähendavad ahelaid, milles voolab ajas muutuv vool (vt. vahelduvvoolu). 

Ahela toiteallikad on galvaanilised elemendid, elektriakud, elektromehaanilised generaatorid, termoelektrilised generaatorid, fotoelemendid jne. Kaasaegses tehnoloogias kasutatakse elektrigeneraatoreid peamiselt energiaallikatena. Kõik toiteallikad on olemas sisemine takistus mille väärtus on elektriahela teiste elementide takistusega võrreldes väike.

Alalisvoolu vastuvõtjad on elektrimootorid, mis muudavad elektrienergia mehaaniliseks energiaks, kütte- ja valgustusseadmed, elektrolüüsitehased jne.

Abiseadmetena kuuluvad elektriahelasse sisse- ja väljalülitusseadmed (näiteks lülitid), elektriliste suuruste mõõtmise instrumendid (näiteks ampermeetrid ja voltmeetrid), kaitseseadmed (näiteks kaitsmed).

Kõiki elektrivastuvõtjaid iseloomustavad elektrilised parameetrid, millest peamised on pinge ja võimsus. Elektrilise vastuvõtja normaalseks tööks on vaja hooldada Nimipinge. 

Elektriahela elemendid jagunevad aktiivseteks ja passiivseteks. JAH Elektriahela aktiivsete elementide hulka kuuluvad need, milles indutseeritakse EMF (EMF-i allikad, elektrimootorid, akud laadimise ajal jne). JAH passiivsete elementide hulka kuuluvad elektrilised vastuvõtjad ja ühendusjuhtmed.

Vooluahelaid kasutatakse tavapäraselt elektriahelate tähistamiseks. Nendel diagrammidel on allikad, vastuvõtjad, juhtmed ja kõik muud elektriahela seadmed ja elemendid tähistatud kindlal viisil valmistatud tavaliste sümbolite (graafiliste tähiste) abil.

Vastavalt GOST 18311-80:

Toiteahel - elektriahel, mis sisaldab elemente, mille funktsionaalne eesmärk on põhiosa elektrienergia tootmine või edastamine, selle jaotamine, muundamine muuks energialiigiks või muude parameetriväärtustega elektrienergiaks.

Elektritoote (seadme) abiahel — mitmesuguse funktsionaalse otstarbega elektriahel, mis ei ole elektritoote (seadme) jõuvooluahel.

Elektriline juhtahel - elektritoote (seadme) abiahel, mille funktsionaalne eesmärk on elektriseadmete ja (või) üksikute elektritoodete või -seadmete aktiveerimine või nende parameetrite väärtuste muutmine.

Elektrisignaali ahel — elektritoote (seadme) abiahel, mille funktsionaalseks eesmärgiks on signalisatsiooniseadmete aktiveerimine.

Elektriline mõõteahel - elektritoote (seadme) abiahel, mille funktsionaalne eesmärk on mõõta ja (või) registreerida parameetrite väärtusi ja (või) saada teavet elektritoote (seadme) või elektriseadme mõõtmiste kohta. varustus.

Vastavalt topoloogilistele omadustele jagunevad elektriahelad:

• lihtsate (üheahelaliste), kahesõlmeliste ja komplekssete (mitmeahelaline, mitme sõlmega, lame (tasane) ja mahuline);

• kahepooluseline, kahe välise väljundiga (kahepooluseline ja mitmepooluseline, mis sisaldab rohkem kui kahte välist väljundit (neljapooluseline, mitmepooluseline).

Energiaallikad ja vastuvõtjad (tarbijad) vooluringiteooria seisukohalt on bipolaarsed, kuna kaks poolust, mille kaudu nad energiat edastavad või vastu võtavad, on nende tööks vajalikud ja piisavad. Ühte või teist kahe terminaliga võrku nimetatakse aktiivseks, kui see sisaldab allikat, või passiivseks - kui see ei sisalda allikat (vastavalt ahela vasak ja parem osa).

Seadmed, mis edastavad energiat allikatest vastuvõtjatele, on neljapooluselised, kuna neil peab olema vähemalt neli klambrit, et generaatorilt võimsust koormusele üle kanda. Lihtsaim seade energia edastamiseks on juhtmed.

Aktiivsed ja passiivsed kahe klemmi võrgud elektriahelas

Üldistatud ekvivalentskeem

Elektrilise ahela elemente, millel on elektritakistus ja mida nimetatakse takistiteks, iseloomustab nn voolu-pinge karakteristik — elemendi klemmide pinge sõltuvus selles olevast voolust või voolu sõltuvus elemendis. selle klemmide pinge kohta.

Kui elemendi takistus on selles oleva voolu ja sellele rakendatud pinge mis tahes väärtuse juures konstantne, siis on voolu-pinge karakteristikuks sirgjoon ja sellist elementi nimetatakse lineaarelemendiks.

Üldiselt sõltub takistus nii voolust kui pingest... Selle üheks põhjuseks on juhtme takistuse muutumine voolu läbimisel juhtme kuumenemise tõttu. Kui temperatuur tõuseb, suureneb juhi takistus. Kuid kuna paljudel juhtudel on see sõltuvus ebaoluline, peetakse elementi lineaarseks.

Elektriahel, mille sektsioonide elektritakistus ei sõltu väärtustest ja praegused suunad ja pingeid ahelas nimetatakse lineaarseks elektriahelaks... Selline ahel koosneb ainult lineaarsetest elementidest ja selle olekut kirjeldatakse lineaarsete algebraliste võrranditega.

Kui vooluahela elemendi takistus sõltub oluliselt voolust või pingest, siis voolu-pinge karakteristikud on mittelineaarsed ja sellist elementi nimetatakse mittelineaarseks elemendiks.

Elektriahelat, mille vähemalt ühe sektsiooni elektritakistus sõltub voolude ja pingete väärtustest või suundadest selles skeemi sektsioonis nimetatakse mittelineaarne elektriahel… Selline ahel sisaldab vähemalt ühte mittelineaarset elementi.

Elektriahelate omaduste kirjeldamisel luuakse seos elektromotoorjõu (EMF), pingete ja voolude väärtuste vahel ahelas takistuste, induktiivsuse, mahtuvuse väärtuste ja ahela ehitusmeetodi vahel.

Elektriahelate analüüsimisel kasutatakse järgmisi ahelate topoloogilisi parameetreid:

• haru - elektriahela lõik, mille kaudu voolab sama elektrivool;
• sõlm - elektriahela harude ristmik. Tavaliselt ei nimetata kohta, kus kaks haru on ühendatud, sõlmeks, vaid lingiks (või lülitatavaks sõlmeks) ja sõlm ühendab vähemalt kolme haru;
• ahel — suletud teekonda moodustav elektriahela harude jada, milles üks sõlmedest on nii tee algus kui ka lõpp ning teised kohtuvad vaid korra.

Vana õppelint. Üks 1973. aastal välja antud vana õppelindi "Elektritehnika koos elektroonika põhitõdedega" 7 osast.koolitarvete tehasest:

Elektri- ja magnetahelad alalisvooluga