Элементы электрической цепи

Электрическая цепь состоит из различных элементов, которые обеспечивают передачу и преобразование электроэнергии.

Источник питания

Источник питания – устройство, которое создает электрическое напряжение и ток для работы цепи.

Для поддержания электрического тока в проводнике требуется внешний источник энергии, создающий все время разность потенциалов между концами этого проводника. Такие источники энергии получили название источников электрической энергии (или источников тока)

Источники электрической энергии обладают определенной электродвижущей силой (сокращенно ЭДС), которая создает и длительное время поддерживает разность потенциалов между концами проводника. Иногда говорят, что ЭДС создает электрический ток в цепи. Нужно помнить об условности такого определения, так как причина возникновения и существования электрического тока — электрическое поле.

Источник электрической энергии производит определенную работу, перемещая электрические заряды по всей замкнутой цепи...

За единицу измерения электродвижущей силы принят вольт (сокращенно вольт обозначается буквой В или V — «вэ» латинское).

На электрических схемах, источники электрической энергии и генераторы обозначаются так, как это показано на изображении:

а) — источник ЭДС
б) — источник тока
в) — химический источник электрической энергии
г) — батарея химических источников
д) — источник потоянного напряжения
е) — источник переменного нарияжения
ж) — генератор

Потребитель энергии (нагрузка)

Потребитель энергии (нагрузка) – элемент, который потребляет электроэнергию для выполнения своей функции.

Примеры потребителей: лампочка, резистор, электродвигатель, нагревательный элемент.

Потребители включаются в схему как показано на изображениях, в данных примерах в качестве потребителя выступает лампочка.

Резисторы

Резисто - это пассивный элемент электрической цепи используется для уменьшения силы тока. Во время работы резисторы греются, потому что лишняя электрическая энергия преобразуется резисторами в тепло. На электрических принципиальных схемах резисторы отображаются в виде прямоугольника с двумя выводами или в виде ломаной линии (американский стандарт), обозначаются буквой R с порядковым номером (R₁, R₂, и т. д.). Рядом указывается номинал резистора.

Основным параметром резистора является сопротивление. Сопротивление резистора измеряется в омах, килоомах, мегаомах. Номинальную мощность рассеяния резистора (от 0.05 до 5 Вт) обозначают специальными знаками, помещаемыми внутри символа.

Переменные резисторы – это резисторы, сопротивление которых можно изменять. Применяются в качестве регуляторов усиления, громкости, тембра и т. д.

Существует две схемы включения переменных резисторов в электрическую цепь. В одном случае их используют для регулирования силы тока в цепи, и тогда регулируемый резистор называют реостатом. В другом случае их используют для регулирования напряжения, тогда резистор называют потенциометром.

Соединение резисторов

При последовательном соединении резисторов их сопротивления складываются:

При параллельном соединении двух одинаковых резисторов, общее сопротивление будет равно половине сопротивления одного из них.

При параллельном соединении, общее сопротивление рассчитывается по формуле:

Таким образом можно получать нужные номиналы резисторов из имеющихся.

Конденсатор

Конденсатор – элемент, способный быстро накапливать электрический заряд и так же быстро его отдавать.

Важным свойством конденсатора, является то, что он оказывает переменному току сопротивление, чем больше частота переменного тока, тем меньше сопротивление. Постоянный ток конденсатор не пропускает.

Основной параметр конденсатора – это его емкость (C)

Основная единица измерения емкости – фарад (Ф) – это очень большая величина, которая на практике не применяется. В электронике используют конденсаторы емкостью от долей пикофарада (пФ) до десятков тысяч микрофарад (мкФ). 1 мкФ равен одной миллионной доле фарада, а 1 пФ – одной миллионной доле микрофарада.

Емкость конденсаторов при параллельном соединении складывается:

Общая емкость конденсаторов при последовательном соединении рассчитывается по формуле:

Диоды

Диоды - полупроводниковые устройства, позволяющие току проходить только в одном направлении.

Диоды широко используются в выпрямителях, стабилизаторах напряжения и логических схемах.

Внешний вид диоде и обозначение:

Пример применения диода, для выравнивания переменного напряжения:

Измерительные приборы

Измерительные приборы – устройства для измерения параметров электрической цепи, таких как ток, напряжение, сопротивление и другие.

(А) - амперметр - прибор для измерения силы электрического тока.
(W) - ваттметр - прибор для измерения мощности электрического тока.
(V) - вольтметр - прибор для измерения напряжения электрической цепи.

Мы перечислили основные элементы электрической цепи, но вовсе не все, однако для построения простейших электрических цепей этого будет достаточно!