Електричні кола та його елементи. Схема електричного кола

Електричне коло - це сукупність устаткувань для отримання в них електричного струму. Електрична схема (чи схема електричного кола) - це графічне зображення електричного кола, яке відображає його властивості й послідовність з’єднання його ділянок (рис.6.1).

Рисунок 6.1 - Приклад схеми електричного кола

Елементи електричного кола:

1 Джерела живлення або електроенергії. Це устаткування, які дозволяють переміщувати електричний заряд від меншого потенціалу до більшого. Як джерела живлення використовуються генератори (електричні машини, які перетворюють механічну енергію в електричну), первісні елементи й акумулятори (перетворюють хімічну енергію в електричну), термогенератори (термопари). Таким чином, в джерелі живлення відбувається перетворення любого виду енергії в електричну. В результаті роботи неелектричних сил кожний одиничний заряд при русі усередині джерела придбає енергію. Величина, яка числено дорівнює цій енергії, називається електрорушійною силою (ЕРС). Таким чином, ЕРС - це величина, яка числено дорівнює енергії, яку отримує усередині джерела одиничний електричний заряд в результаті роботи неелектричних сил. Позначається - ,В. ЕРС - векторна величина, направлена від негативного зажиму до позитивного.

Різниця ЕРС та напруги уявляє собою енергію, яка перетворюється у тепло при переміщенні заряду в джерелі живлення й називається внутрішнім падінням напруги. Позначається - , В.

Джерело з його внутрішнім опором (будемо позначати як R₀) розглядають як внутрішнє електричне коло. Споживачів та провода - як зовнішнє електричне коло. При відключені зовнішнього кола ЕРС дорівнює напрузі на зажимах джерела. Устаткування, в якому виникає ЕРС, називають джерелом ЕРС. Ідеальне джерело ЕРС - це джерело електричної енергії, на зажимах якого напруга постійна й не залежить від струму, який проходе через джерело. Устаткування, в якому виникає струм, називають джерелом струму. Ідеальне джерело струму - це джерело електричної енергії, через який проходе струм, який є постійним й незалежним від напруги на зажимах цього джерела. Умовні графічні зображення джерел живлення вказані на рисунках 6.2 6.4.

Рисунок 6.2 - Умовне графічне зображення ідеального джерела ЕРС

Рисунок 6.3 - Умовне графічне зображення ідеального джерела струму

Рисунок 6.4 - Умовне графічне зображення первісного елементу

2 Споживачі електричної енергії (приймачі). В них електроенергія перетворюється у теплову, механічну, хімічну тощо енергії. Споживачами електроенергії є електродвигуни, електропечі, електролізні, термічні, зварювальні устаткування, освітлювальні та побутові прибори, холодильне устаткування, радіо- й телеустаткування, медичне та інше устаткування спеціального призначення. Напруга на зажимах споживача - це величина, яка числено дорівнює електричній енергії, яка перетворена кожним одиничним електричним зарядом у приймачі. Приймачі електроенергії у електричних схемах характеризуються опором. Напруга на кінцях опору називається падінням напруги.

3 Провода для передачі електроенергії. Передача електроенергії на відстані виконується за допомогою лінії електропередач ( ЛЕП ), які діляться на повітряні та кабельні. Провода виготовляються алюмінієві чи мідні, бувають ізольовані та неізольовані.

4 Комутаційна апаратура - рубильники, контактори, вимикачі…

5 Прибори захисту й автоматики - реле, запобіжники…

6 Вимірювальні прилади - амперметри, вольтметри, ватметри…

7 Прибори обліку - лічильники електроенергії, потужності…