Электричество можно охарактеризовать как энергию, протекающую через замкнутую электрическую цепь. Для её существования требуется проводник, в котором электрическое поле должно поддерживаться источником электроэнергии. Большинство моделей автомобилей в своей конструкции предусматривают тысячу и более электроцепей, независимых друг от друга. Это один из многочисленных примеров того, какое влияние оказывает жизнь человека электричество.
Определение предмета
Одним из базовых принципов понимания электричества является определение электрической цепи. Она состоит минимум из трёх компонентов: источника тока, его проводника и приёмника или потребителя электроэнергии. Набор таких компонентов представляет собой простейшую электрическую цепь. Но схема может быть значительно обширнее, перечень всей классификации является технически непростой задачей.
Существует три базовых элемента электроцепи:
Источники питания, которые разделяются на первичные — например, аккумуляторы, электромашинные генераторы или гальванические элементы, и вторичные — например, выпрямители, трансформаторы или инверторы. Первичные источники отличаются тем, что генерируют электроэнергию из другого вида энергии, например, химической. Вторичные источники характеризуются наличием электроэнергии как на входе, так и на выходе.- Вспомогательные предметы или проводники, которые отвечают за соединение. Примерами такого элемента схемы электрической цепи являются коммутационная аппаратура, измерительные приборы, аппаратура защиты или соединительные провода.
- Потребители или приёмники электроэнергии. Их функцией является окончательной преобразование тока в электроцепи. В качестве примеров могут называться осветительные или различные нагревательные приборы.
Классификация элементов
Все компоненты, представляющие схему цепи, можно разделить на активные, которые генерируют электродвижущую силу и пассивные, которые эту силу получают.
Источники и потребители электроэнергии являются компонентами с двумя полюсами, через которые они эту энергию принимают и передают. Проводники являются четырехполюсниками, поскольку необходимо четыре контакта, чтобы осуществить приём и передачу энергии между источником и приёмником или потребителем.
Электроцепи можно разделить по своему назначению:
Силовые электроцепи выполняют функцию распределения и передачи электроэнергии, благодаря им ток попадает к приёмнику. При запуске стиральной машины или включении пылесоса происходит замыкание такой цепи.- Электроцепи управления приводят в действие или меняют параметры функционирования электрооборудования. В качестве такого элемента схемы электрической цепи можно рассмотреть сигнализацию.
- Электроцепи измерения фиксируют изменения в процессе работы электрических приборов. В качестве примеров можно вспомнить амперметр или вольтметр.
К источнику тока может подсоединяться разное количество его приёмников. Наличие этих элементов определяет то, из чего состоит электроцепь и режимы, в котором она работает.
Номинальный режим
Его необходимость состоит в соблюдении технических параметров всей системы и отдельных её элементов. Все показатели в этом режиме соответствуют нормам технической документации и справочной литературы. Полный перечень параметров может отличаться в зависимости от того, из каких элементов состоит электрическая цепь. Но есть три показателя, которыми обладают все без исключения элементы:
- напряжение;
- мощность;
- номинальный ток.
Короткое замыкание и холостой ход
В этой ситуации выключатель в схеме электроцепи замкнут, сопротивление и напряжение одновременно равны нулю.
Если электрический ток меняется в заданных пределах, нижний порог всегда будет равняться нулю, и такой элемент начнёт передачу энергии во внешнюю цепь.
Если этот показатель ниже нуля, соответственно резисторы потребляют энергию источников, с которыми они соединены, и собственные запасы.
Этот режим соблюдается при условии отключенной нагрузки от сетевого питания, при этом ток равняется нулю. Все элементы того, что называется электрической цепью, не задействуются.
Передача активной мощности
Использование согласованного режима обеспечивает передачу максимальной мощности. Если заранее не подготовиться к такому рабочему режиму, существует вероятность выхода схемы из строя.
Современными представлениями о теории электроцепи человечество должно быть обязано всемирно известному немецкому ученому Георгу Симону Ому, который в 1826 году открыл закон, названный впоследствии его именем.
