Circuito elettrico e suoi elementi

In un circuito elettrico deve esserci una fonte di movimento di particelle elettricamente cariche, chiamata corrente elettrica. In altre parole, la corrente elettrica deve avere il suo agente patogeno. Tale eccitatore di corrente, chiamato sorgente (generatore), è parte integrante di un circuito elettrico.

La corrente elettrica può causare una varietà di effetti in natura, ad esempio fa accendere le lampadine a incandescenza, aziona dispositivi di riscaldamento e motori elettrici. Tutti questi dispositivi e dispositivi sono chiamati ricevitori di corrente elettrica. Poiché la corrente li attraversa, cioè sono inclusi in un circuito elettrico, anche i ricevitori sono elementi del circuito.

Il flusso di corrente richiede che ci sia un collegamento tra la sorgente e il pozzo, che si realizza per mezzo di fili elettrici, che sono il terzo componente importante di un circuito elettrico.

Circuito elettrico — un insieme di dispositivi progettati per il passaggio di corrente elettrica. Il circuito è formato da fonti di energia (generatori), consumatori di energia (carichi), sistemi di trasmissione di energia (fili).

Un circuito elettrico è un insieme di dispositivi e oggetti che formano un percorso per elettricità, processi elettromagnetici che possono essere descritti utilizzando il concetto di forza elettromotrice, corrente e tensione.

L'installazione elettrica più semplice è costituita da una fonte (cella galvanica, batteria, generatore, ecc.), Consumatori o ricevitori di energia elettrica (lampade a incandescenza, riscaldatori elettrici, motori elettrici, ecc.) e cavi di collegamento che collegano i terminali della sorgente di tensione ai terminali dell'utenza. Questi. circuito elettrico - un insieme di fonti interconnesse di energia elettrica, ricevitori e fili che li collegano (linea di trasmissione).

Fico. 1. Schema elettrico

Il circuito elettrico è diviso in parti interne ed esterne. La stessa fonte di energia elettrica appartiene alla parte interna del circuito elettrico. La parte esterna del circuito comprende fili di collegamento, consumatori, interruttori a coltello, interruttori, contatori elettrici, cioè tutto ciò che è collegato ai terminali della fonte di energia elettrica.

La corrente elettrica può fluire solo in un circuito elettrico chiuso. L'interruzione del circuito in qualsiasi punto provoca l'interruzione della corrente elettrica.

Sotto Circuiti elettrici in corrente continua in ingegneria elettrica, significano circuiti in cui la corrente non cambia direzione, cioè la polarità delle sorgenti EMF, in cui è costante.

Per circuiti elettrici in corrente alternata si intendono i circuiti in cui scorre una corrente variabile nel tempo (cfr. corrente alternata). 

Le sorgenti di alimentazione del circuito sono celle galvaniche, accumulatori elettrici, generatori elettromeccanici, generatori termoelettrici, fotocellule, ecc. Nella tecnologia moderna, i generatori elettrici sono utilizzati principalmente come fonti di energia. Tutti gli alimentatori hanno resistenza interna il cui valore è piccolo rispetto alla resistenza di altri elementi del circuito elettrico.

I ricevitori DC sono motori elettrici che convertono l'energia elettrica in energia meccanica, dispositivi di riscaldamento e illuminazione, impianti di elettrolisi, ecc.

Come apparecchiature ausiliarie, il circuito elettrico comprende dispositivi per l'accensione e lo spegnimento (ad esempio interruttori), strumenti per la misurazione di grandezze elettriche (ad esempio amperometri e voltmetri), dispositivi di protezione (ad esempio fusibili).

Tutti i ricevitori elettrici sono caratterizzati da parametri elettrici, i principali sono tensione e potenza. Per il normale funzionamento del ricevitore elettrico è necessario mantenere Tensione nominale. 

Gli elementi del circuito elettrico sono divisi in attivi e passivi. SÌ gli elementi attivi del circuito elettrico includono quelli in cui viene indotto l'EMF (sorgenti EMF, motori elettrici, batterie durante la carica, ecc.). Gli elementi passivi YES includono ricevitori elettrici e cavi di collegamento.

I circuiti sono usati per rappresentare convenzionalmente i circuiti elettrici. Su questi schemi, le sorgenti, i ricevitori, i fili e tutti gli altri dispositivi ed elementi del circuito elettrico sono indicati utilizzando simboli convenzionali (designazioni grafiche) realizzati in un certo modo.

Secondo GOST 18311-80:

Circuito di alimentazione - un circuito elettrico contenente elementi il ​​​​cui scopo funzionale è la produzione o la trasmissione della parte principale di energia elettrica, la sua distribuzione, la trasformazione in un altro tipo di energia o in energia elettrica con altri valori di parametro.

Circuito ausiliario di un prodotto elettrico (dispositivo) — un circuito elettrico per vari scopi funzionali, che non è un circuito elettrico di potenza di un prodotto elettrico (dispositivo).

Circuito di controllo elettrico - un circuito ausiliario di un prodotto elettrico (dispositivo), il cui scopo funzionale è attivare apparecchiature elettriche e (o) singoli prodotti o dispositivi elettrici o modificare i valori dei loro parametri.

Circuito di segnale elettrico - un circuito ausiliario di un prodotto elettrico (dispositivo), il cui scopo funzionale è attivare i dispositivi di segnalazione.

Circuito di misurazione elettrica: un circuito ausiliario di un prodotto elettrico (dispositivo), il cui scopo funzionale è misurare e (o) registrare i valori dei parametri e (o) ricevere informazioni sulle misurazioni di un prodotto elettrico (dispositivo) o elettrico attrezzatura.

In base alle caratteristiche topologiche, i circuiti elettrici sono suddivisi in:

• per semplice (circuito singolo), a due nodi e complesso (multi-catena, multi-nodo, piatto (piatto) e volumetrico);

• bipolare, con due uscite esterne (bipolare e multipolare, contenente più di due uscite esterne (quadripolare, multipolare).

Sorgenti e ricevitori (consumatori) di energia dal punto di vista della teoria dei circuiti sono bipolari, poiché per il loro funzionamento sono necessari e sufficienti due poli attraverso i quali trasmettono o ricevono energia. L'una o l'altra rete a due terminali è chiamata attiva se contiene una sorgente o passiva se non contiene una sorgente (rispettivamente parti sinistra e destra del circuito).

I dispositivi che trasmettono potenza dalle sorgenti ai ricevitori sono quadripolari perché devono avere almeno quattro morsetti per trasferire la potenza dal generatore al carico. Il dispositivo più semplice per trasmettere energia sono i fili.

Reti a due terminali attive e passive nel circuito elettrico

Schema circuitale equivalente generalizzato

Gli elementi di un circuito elettrico che hanno resistenza elettrica e sono chiamati resistori sono caratterizzati dalla cosiddetta caratteristica corrente-tensione: la dipendenza della tensione ai terminali dell'elemento dalla corrente in esso o la dipendenza della corrente nell'elemento sulla tensione ai suoi capi.

Se la resistenza di un elemento è costante a qualsiasi valore della corrente in esso e a qualsiasi valore della tensione ad esso applicata, allora la caratteristica corrente-tensione è una linea retta e tale elemento è chiamato elemento lineare.

In generale, la resistenza dipende sia dalla corrente che dalla tensione... Uno dei motivi è la variazione di resistenza di un filo quando la corrente lo attraversa a causa del suo riscaldamento. All'aumentare della temperatura, la resistenza del conduttore aumenta. Ma poiché in molti casi questa dipendenza è insignificante, l'elemento è considerato lineare.

Un circuito elettrico la cui resistenza elettrica delle sezioni non dipende dai valori e direzioni attuali e le tensioni nel circuito sono chiamate circuito elettrico lineare. Tale circuito è costituito solo da elementi lineari e il suo stato è descritto da equazioni algebriche lineari.

Se la resistenza di un elemento del circuito dipende in modo significativo dalla corrente o dalla tensione, la caratteristica corrente-tensione è non lineare e tale elemento è chiamato elemento non lineare.

Viene chiamato un circuito elettrico la cui resistenza elettrica di almeno una delle sezioni dipende dai valori o dalle direzioni delle correnti e delle tensioni in questa sezione del circuito circuito elettrico non lineare… Un tale circuito contiene almeno un elemento non lineare.

Nel descrivere le proprietà dei circuiti elettrici, viene stabilita una relazione tra i valori di forza elettromotrice (EMF), tensioni e correnti nel circuito con i valori di resistenze, induttanze, capacità e il metodo di costruzione del circuito.

Quando si analizzano i circuiti elettrici, vengono utilizzati i seguenti parametri topologici dei circuiti:

• ramo - una sezione di un circuito elettrico attraverso il quale scorre la stessa corrente elettrica;
• nodo - la giunzione dei rami del circuito elettrico. Di solito, il luogo in cui sono collegati due rami non è chiamato nodo, ma collegamento (o nodo commutabile), e un nodo collega almeno tre rami;
• circuito — una serie di diramazioni di un circuito elettrico che formano un percorso chiuso, in cui uno dei nodi è sia l'inizio che la fine del percorso, e gli altri si incontrano solo una volta.

Vecchio nastro educativo. Una delle 7 parti del vecchio nastro didattico "Electrical Engineering with the Basics of Electronics", pubblicato nel 1973.dalla fabbrica di materiale scolastico:

Circuiti elettrici e magnetici con corrente elettrica continua