Електричний ланцюг постійного струму та її характеристики

Людство давно навчилося використовувати електричні явища природи у своїх практичних цілях для одержання, використання, а також перетворення енергії. Така дія досягається шляхом застосування певних пристроїв. Елементи обладнання у сукупності утворюють систему. Така система відома, як електричний ланцюг.

Елементи ланцюга

Електрична ланцюг містить у собі такі складові, як джерела енергії, споживачі, а також з'єднують їх проводу. Існують додаткові прилади ланцюга, наприклад, вимикачі, вимірювачі струму і захисні апарати. Джерелами енергії в схемі такий ланцюга виступають акумулятори, генератори струму і гальванічні елементи. Їх ще називають джерелами живлення. У приймачах електричної ланцюга електроенергія перетворюється в інший вид енергії. Таким обладнанням бувають двигуни, нагрівачі, лампи і т. д. Варто відзначити, що система може бути зовнішньої і внутрішньої. Вони відрізняються наявністю приймача. Відкрита ланцюг має його у своєму складі, а закрита - тільки джерело струму.

Електрична ланцюг постійного струму

Струм, величина якого не змінюється з плином часу, називається постійним. Ланцюг, через яку проходить такий джерело електрики, має замкнуту систему. Це електричні кола постійного струму. Їх складають різні елементи. Для забезпечення постійного джерела енергії в системі застосовуються конденсатори. Вони здатні накопичувати запаси електричних зарядів. Ємність конденсатора залежить від розміру його металевих пластин. Чим вони більші, тим більший заряд може накопичити цей елемент електричного кола постійного струму. Електричну ємність змінюють в таких одиницях, як фарада (ф). На схемі це елемент виглядає наступним чином.




Разом з джерелами та приймачами струму ці елементи утворюють електричні ланцюги постійного струму.

Послідовне з'єднання в ланцюзі

Велика кількість електричних ланцюгів складаються з декількох приймачів струму. Якщо ці елементи з'єднані один з одним послідовно, то кінець одного приймача приєднаний до початку іншого. Це послідовне з'єднання системи. Опір у цій електричного ланцюга дорівнює сумі опорів всіх провідників системи. Вони подовжують шляху проходження струму, який буде однаковим на окремих ділянках системи. Схема електричного кола в класичному варіанті містить послідовно приєднані провідники і наочніше всього описується таким приладом, як електрогірлянди. Недоліком такої системи є той факт, що у випадку виходу з ладу одного провідника, система не буде працювати вся цілком.

Паралельне з'єднання ланцюга

Схема електричної ланцюга паралельного типу з'єднання елементів є системою, в якій початок містяться в ній провідників з'єднуються в одній точці, а кінці їх - в іншій. Електричний струм в такій електричній системі має кілька варіантів шляху проходження. Він розподіляється обратнопропорционально опору приймачів енергії.




Якщо у споживачів величина опору однакова, то через них буде проходити однаковий струм. У разі коли у одного приймача енергії опір менше, через нього може пройти більше струму, ніж через інші елементи системи. Електрична ланцюг і електричний струм, що протікає по ній, характеризують електромагнітні процеси за допомогою напруги і сили струму. Сума окремо взятих елементів системи буде дорівнює струму в точці їх з'єднання. Приєднуючи до такого ланцюга нові елементи, опір системи буде зменшуватися. Це пов'язано з збільшенням загального перерізу провідників при з'єднанні нового споживача електроенергії. Позитивною характеристикою такого способу з'єднання ланцюга є автономність кожного елемента. При відключенні одного споживача, сукупна переріз провідників зменшується, а опір електричної ланцюги стає великим.

Змішане з'єднання в ланцюзі

Змішаний варіант з'єднання досить поширений у сфері виробництва електротехніки. Ця ланцюг містить в собі одночасно принцип послідовного і паралельного приєднання провідників. Щоб визначити опір декількох споживачів такої схеми, знаходять окремо опір всіх паралельно і послідовно приєднаних провідників. Їх прирівнюють до єдиного провіднику, що в підсумку спрощує всю схему.

Режими роботи ланцюга

Спираючись на показники навантаження, розрізняють такі режими функціонування ланцюга: номінальний, холостий хід, замикання і узгодження. При номінальній роботі система виконує характеристики, заявлені в техпаспорті обладнання. Холостий хід утворюється у разі обриву ланцюга. Цей режим роботи відноситься до аварійних. Електрична ланцюг в режимі короткого замикання має опір, що дорівнює нулю. Це також аварійний режим. Узгодження характеризується переміщенням найбільшої потужності від джерела енергії до провідника. У такому режимі навантаження дорівнює опору джерела живлення. Ознайомившись з основними характеристиками і видами такої системи, як електрична ланцюг, стає можливим зрозуміти принцип функціонування будь-якого електрообладнання. Цей пристрій роботи системи застосовується до будь-якого електричного побутового приладу. Застосовуючи отримані знання, можна зрозуміти причину поломки обладнання або оцінити правильність його роботи у відповідності з технічними характеристиками, заявленими виробником.