Схеми електричних ланцюгів

У будь-який електричного кола основними характеристиками є сила струму, напруга і опір. Сила струму, або просто ток, вимірюється в амперах і позначається буквою I. Напруга, що утворилося в джерелі живлення, вимірюється в вольтах і позначається буквою U. Опір же вимірюється в Омасі і позначається символом R. За законом Ома ці показники – струм I, напруга U і опір R – пов’язані співвідношенням: I = U / R.

Характеристики електричного струму вимірюють за допомогою різних приладів. Так, для вимірювання сили струму використовуються амперметри, напруги – вольтметри, електричного опору – омметри, потужності – ватметри. Кількість споживаної електричної енергії вимірюється спеціальним лічильником.

Значення струму I, напруги U, опору R і потужності P є вихідними даними для розрахунку електричних ланцюгів, підбору проводки, вибору електроустановочних виробів і пристроїв захисту.

Закономірності, що випливають із різних способів з’єднання елементів в електричному ланцюзі, були сформульовані Омом і Кіхгофом, вони часто використовуються для розрахунку цих ланцюгів. Так, всі споживачі в ланцюзі можуть бути з’єднані один з одним послідовно, паралельно і комбіновано.

послідовне з’єднання

Якщо споживачі з’єднані послідовно, то збільшення їх числа підвищує загальний опір кола. Отже, загальний опір в такому колі дорівнюватиме сумі опорів кожного споживача. Однак по будь-якій ділянці ланцюга проходить один і той же струм, значить, на кожен з них припадає лише частина загальної напруги.

Важливо знати, що при послідовному з’єднанні відмова одного приладу призводить до розриву ланцюга. Якщо, наприклад, кілька лампочок з’єднати послідовно, то при виході з ладу однієї з них ланцюг розірветься і все решта лампочки не будуть працювати. Зазвичай так трапляється в ялинкових гірляндах, де лампочки найчастіше з’єднані послідовно. Зате в послідовний ланцюг можна включити багато лампочок, кожна з яких розрахована на набагато меншу напругу в мережі.

паралельне з’єднання

Якщо ж кілька споживачів в електричному ланцюзі приєднані до двох вузлів А і Б, таке з’єднання називають паралельним. При цьому з’єднанні напруга на кожній ділянці дорівнює напрузі U, яке докладено до вузлових точках ланцюга. З малюнка добре видно, що при такому з’єднанні провідників для проходження струму є кілька шляхів. Струм, притік до точки розгалуження А, далі прямує до двох опорам і дорівнює сумі струмів, що відходять від цієї точки. Таким чином, при паралельному з’єднанні загальний опір кола зменшується, але збільшується її загальна провідність, яка дорівнює сумі провідностей двох гілок. При цьому з’єднанні споживачі можуть працювати незалежно один від одного, і якщо один з них виходить з ладу, то це ніяк не позначається на роботі іншого. Наприклад, якщо одна лампочка перегорить, то інша буде працювати, т. К. Ланцюг не рвуться.

комбіноване з’єднання

На практиці ми маємо справу з приладами, включеними в ланцюг як паралельно, так і послідовно. Ці електричні ланцюги називаються комбінованими або змішаними. Наприклад, лампочки або розетки включаються в ланцюг завжди паралельно, щоб не впливати один на одного. А вимикачі або прилади захисту завжди приєднуються послідовно, т. К. Вони служать саме для розриву ланцюга. Побутові електричні прилади, які включаються в нашу домашню мережу, споживають струми від десятих ампера до декількох ампер. При постійній напрузі сила струму обернено пропорційна величині опору кола. А опору окремих споживачів сильно відрізняються один від одного. Наприклад, опір електричних нагрівальних приладів, мікрохвильовок, холодильників, пральних машин становить всього кілька десятків ом, а освітлювальних ламп розжарювання в побутових цілях – кілька сотень ом.

Коли по ланцюгу тече струм, за деякий час по ній пройде кілька електрики і виконається певна робота. Ця робота, вироблена за одиницю часу, називається потужністю. Вона вимірюється в ватах і позначається буквою P. Крім вата, застосовуються і більш великі одиниці потужності – кіловати і мегавати. Електрична потужність вимірюється спеціальним приладом – ваттметром. А визначити потужність можна, помноживши струм на напругу. Співвідношення між струмом, напругою і потужністю можна представити у вигляді формули: P = IU.

Так, наприклад, потужність, споживана в ланцюзі з струмом в 3 А і напругою в 120 В, буде дорівнює: 3 х 120 = всмоктування 360 Вт.

А якщо потужність помножити на час, то отримаємо роботу, т. Е. Кількість витраченої енергії. Наприклад, енергія, що витрачається електричним міксером потужністю 600 Вт протягом 2 ч, буде дорівнює:

А = P х t = 600 х 2 = 1 200 Вт / год = 1,2 кВт / ч.

Ссылка на основную публикацию