Sähköpiiri

Sähköpiiri - joukko erilaisia ​​johtimia yhdistäviä elementtejä, jotka on suunniteltu virrankulutusta varten. Komponenttien valikoima on laaja. Elementit tuottavat lineaarista, epälineaarista, aktiivista, passiivista. Luokittelu on voimaton kattaakseen mahdolliset tapaukset.

Sähköpiirin koostumus

Sähköpiiriin kuuluu( yleisesti): virtalähde, kytkin( kytkin), liitäntäjohdot, kuluttajat. Muista muodostaa suljettu silmukka. Muussa tapauksessa virtapiirin läpi ei voi virrata virtaa. Sähköä ei kutsuta maan ääriviivoiksi, maadoitukseksi. Itse asiassa niitä pidetään kuitenkin sellaisina, joskus virtaa tällä hetkellä.Piirin sulkeminen maadoituksen aikana, nollaaminen varmistetaan maaperän avulla.

-virtalähteet. Sisäinen ulkoinen sähköpiiri

Latauskannattimien asianmukaisen liikkeen muodostamiseksi, muodostaen virran, ota vaivaa luoda mahdollinen ero kaavion päissä.Saavutetaan kytkemällä virtalähde, jota fysiikassa kutsutaan sisäiseksi sähköpiiriksi. Toisin kuin muut ulkoiset elementit. Virransyötössä lataukset siirtyvät kentän suuntaan. Saavutetaan käyttämällä kolmansien osapuolten voimia:

  1. Generator-käämitys.
  2. Galvaaninen virtalähde( akku).
  3. -muuntajan lähtö.

Sähköpiirin osien päissä syntyvä jännite on muuttuva, vakio. Tekniikan mukaan on tapana jakaa ääriviivat vastaavasti. Sähköpiiri on suunniteltu suoran vaihtovirran virtaukseen. Yksinkertaistettu ymmärrys, muutosoikeus maksukantajien järjestäytyneessä liikkeessä nähdään monimutkaisena. On vaikea ymmärtää, onko vaihtovirta piirissä vakio tai vakio.

Järjestelmällisen liikkeen lisäksi kantajille on ominaista kaoottinen lämpöliike. Nopeus( intensiteetti) määräytyy lämpötilan, materiaalin tyypin ja muiden tekijöiden perusteella. Sähkövirran muodostuksessa liikkeen tyyppi ei tosiasiassa osallistu.

Virran tyyppi määräytyy lähteen, ulkoisen sähköpiirin luonteen mukaan. Galvaaninen kenno antaa vakiojännitteen, käämit( muuntajat, generaattorit) - muuttuvat. Liittyy virtalähteessä esiintyviin prosesseihin.

Kolmannen osapuolen joukot, jotka tarjoavat maksujen liikkeen, nimeltään sähkömoottorit. Numeerisesti EMF: lle on tunnusomaista generaattorin tekemä työ yksikköhinnan siirtämiseksi. Mitattu volteina. Käytännössä piirien laskemiseen on edullista jakaa virtalähteet kahteen luokkaan:

  1. -jännitelähteet( EMF).
  2. Nykyiset lähteet.

Todellisuudessa, tuntematon, yrittää luoda käytännön jäljitelmä.Pistorasiassa odotamme 230 voltin( 220 volttia vanhojen standardien mukaan).Lisäksi GOST 13109 määrittää yksilöllisesti parametrien poikkeaman rajat normista. Käytämme jokapäiväisessä elämässä jännitelähdettä.Parametri on normalisoitu. Virran suuruus ei ole väliä.Jännitealueet päivällä ja yöllä pyrkivät tekemään pysyviä, riippumatta nykyisestä kuluttajan pyynnöstä.

Päinvastoin, nykyinen lähde tukee tiettyä lakia maksukantojen järjestyksessä.Jännitteen arvo ei ole väliä.Näyttävä esimerkki tällaisesta laitteesta on invertteriin perustuva hitsauslaite. Kaikki tietävät: elektrodin halkaisija liittyy voimakkaasti metallin paksuuteen, muut tekijät. Jotta hitsausprosessi sujuisi oikein, on välttämätöntä ylläpitää virtaa korkealla pysyvyydellä.Tehtävä ratkaistaan ​​invertteriin perustuvalla elektronisella yksiköllä.

Virta, jännite on vakio, muuttuja. Parametrin muutoslaki ei ole väliä.Ei ole väliä, onko sähköpiiri kytketty vakio-, vaihtovirtalähteeseen. On kuitenkin tärkeää säilyttää parametrin oikea koko. Esimerkiksi EMF: n tehokas arvo.

Piirin osat

-kytkin

Kytkin mahdollistaa virtalähteen liittämisen johtimiin, kuluttajaan. Kaikki( harvinaisia ​​poikkeuksia lukuun ottamatta) käyttivät seinäkytkintä.Kun sähköpiirin katkaisu tapahtuu kipinällä.Selitetään kapasitiivisen resistenssin tyypin läsnäololla. Kipinöinnin estämiseksi piiriä täydennetään kuristimella, kytkin on muodostettu erityyppisistä kontaktoreista. Muita teknisiä ratkaisuja on keksitty esimerkiksi Tesla-kelaan.

-johdot

Lanka on valmistettu kuparista, alumiinista. Se liittyy metallien vähäiseen resistenssiin. Hinta on alhainen. Johtimiin vapautuva lämpö määräytyy kahdella parametrilla:

  • Ketjun osan vastus.
  • Sähkövirta.

On selvää, että toinen parametri määräytyy kuluttajien tarpeiden mukaan. Toimittaja pyrkii vaikuttamaan ensin. Johtimen resistiivisyys on suunniteltu mahdollisimman alhaiseksi. Tutkijat ovat jo pitkään olleet kiinnostuneita suprajohtavuudesta. Metallit menettävät vastusta, kun lämpötila laskee. Vähentyneet häviöt. Puolijohteiden joukossa on näytteitä, joiden lämpötila on positiivinen ja negatiivinen. Metalliparametrin absoluuttinen arvo on suuruusluokkaa pienempi.

Alumiinin, kuparin ongelma on yksinkertainen: kun sähkövirta virtaa piiriin, lämpötila nousee. Tontin vastustuskyky kasvaa, mikä pahentaa tilannetta. Se osoittautuu kieroutuneeksi. Tutkijat uskovat, että vaikeudet voidaan korjata ottamalla käyttöön suprajohtavuuden vaikutukset.

Metalli tietyssä matalassa lämpötilassa dramaattisesti, jerk pienentää vastusta, saavuttaa nolla( rajan yläpuolella, kaavio laskee tasaisesti nopeudella 1/273 1 / aste).Käytännön sovelluksen ongelma on se, että hyppäävät arvot ovat alhaiset. Esimerkiksi lyijyn osalta kynnys on 7,2 K. Erittäin alhainen negatiivinen lämpötila Celsius-asteikolla.

Tutkijat näkevät ratkaisun sellaisten materiaalien löytämiseen, jotka osoittavat suprajohtavuuden ilmiön huoneenlämmössä.Sitten on mahdollista siirtää suuria virtoja kuluttajille, välttäen tappioita. Suprajohtimien muodostamassa sähköpiirissä lataukset voivat kiertää äärettömän pitkään ilman ulkoista syöttölähdettä.

Uusi ilmiö löysi Heike Kamerlingh Onnesin vuonna 1911 tutkiessaan erittäin alhaisiin lämpötiloihin jäähdytettyjä elohopeaa. Neljän asteen Kelvinin langan vastus muuttui nollaan, ennen kuin hyppy laski tasaisesti suoran viivan jälkeen. Tuli selväksi: uusi aineellinen tila löydettiin. Myöhemmin suprajohtavuuden ilmiö osoitettiin muiden metallien näytteillä.Se näkyy: vaikutus tuhoutuu sijoittamalla kokeellinen aine voimakkaaseen magneettikenttään. Teknetiumilla on korkein kynnyslämpötila metalleissa( 11,3 K).

Suprajohtavuuden ilmiö huoneenlämmössä

Keinotekoisille materiaaleille indikaattorit ovat paljon suuremmat. Vuodesta 1986 lähtien tutkijat ovat tutkineet erilaisia ​​keramiikkaa. Viimeinen vahvistettu tosiasia pidetään tietoa elohopeaoksideihin perustuvien komposiittimateriaalien saatavuudesta, jonka siirtymislämpötila on uusi tila 140 K: n rajalla, ja jatkotyöt luokitellaan ilmeisistä syistä.

-kuluttajat

Sähköpiirin kuluttajaa ei ymmärretä liittyvän edellä lueteltuihin elementteihin. Käyttökuorma on tavallinen hehkulamppu, lämmitin, sähkömoottori. Ketjun parametrit ovat hyvin riippuvaisia ​​kuluttajista. Esimerkiksi muuntajien käämillä on voimakas voimakas induktiivinen vastus. Negatiivinen vaikutus energian siirtoon lähteestä.

Ei vain nykyisten muutosten suunta. Joskus lausunto koskee valtaa. Energia alkaa kiertää täällä ja siellä, menossa virtalähteeseen, takaisin ulkoiseen piiriin. Reaktiivinen teho on voimaton tehdä hyödyllistä työtä, lämmittää piirin johtimia, vääristää hyödyllisen signaalin muotoa. Kokonaiskulutusta valmistavia valmistajia kehotetaan sisällyttämään kompensaattorikondensaattorit moottoreiden rinnalle. Induktiivinen vastus kompensoidaan kapasitiivisella, reaktiivisella teholla suljetaan kuluttaja-segmentin sisällä, jolloin vältetään menemästä ulos, emittoimatta liian paljon lämpöä verkkokaapeleille.

On huomattava induktiivisten kuluttajien tärkeä ominaisuus: kuluttaa energiaa. Sähkövirta muuttuu edelleen magneettikentäksi. Moottoreissa käämityksen aiheuttaman jännityksen vektorin värähtelyt antavat akselille mahdollisuuden tehdä hyödyllistä työtä.Jotta voisivat näkyä syntyvän energiajätteen, piirit täydentävät sähkömoottorin voiman( virran) lähteitä, joiden suunta on vastakkainen sisäisen sähköpiirin kanssa.

Tehonsiirtoa kapasitiivisen kytkennän kautta ei ole keksitty tänään. Noin me pidämme samanlaisena tapana myös radiotaajuuden säteilyä eetteriin. Yksinkertaisin Hertzin värähtelijä on usein värähtelevä piiri, jossa kondensaattorilevyt on erotettu sivuille. Vaihe mahdollistaa eetterin kantaman sähkömagneettisen aallon muodostumisen. Suuren voimansiirron osalta Nikola Tesla rakensi vastaavat suunnitelmat, ja kaikki näkivät Vordenklif-tornin valokuvassa, joka on tyylikkäitä kuvia, jotka muistuttavat suoraviivaisella jalalla varustettua boletusta. Rakennusten verkoston avulla sen oli tarkoitus toimittaa sähköteollisuus, tehtaat ja tehtaat langattomalla viestinnällä.

Elektroniikkavastaanottimien yhteydessä otetaan huomioon pääasiassa. Antenniterminaalien välissä aaltolähetys ilmaa ilmaistaan ​​kaavamaisesti pienen tehon vaihtelevan jännitteen lähteellä.Tallennettu emf monistetaan kaskadeilla, mukaan lukien resonanssipiirit. Elektroniikka, kuten mikään muu tekniikan ala, sisältää uskomattoman erilaisia ​​kuluttajia. Yksinkertaistettu kahteen luokkaan:

  1. Aktiiviset kuluttajat vaativat sähköenergian toimittamista asianmukaiseen käyttöön. Yleensä ei voi syödä suoraan pääverkkoa. Sirut, erilliset aktiiviset elementit: transistorit, tyristorit. Toisin sanoen, sähköiset avaimet. Sähkömoottorit ovat pohjimmiltaan erilaisia, ja ne toimivat syöttöverkon avulla.
  2. Passiiviset kuluttajat eivät vaadi ulkoista virtaa. Virta voi kuitenkin virrata hienolla tavalla. Jotkin tyristorit avautuvat, kun jännite saavuttaa tietyn arvon. Siksi niitä pidetään passiivisina laitteina, niillä on epälineaarinen ominaisuus. Tähän perheeseen kuuluvat diodit, jotka kulkevat virtaa yhdessä suunnassa( ne osoittavat venttiilin ominaisuudet).

Passiiviset kuluttajat ovat kaikenlaisia ​​vastuksia, kondensaattoreita, kuristimia( induktoreita).Elementtien avulla sähköpiiri hankkii epätavallisia ominaisuuksia. Kondensaattorien resonanssipiirit, induktanssit käyttävät eri taajuuksien aaltojen suodattimia.

Ohmin laki ketjuosastolle

Ohmin laki ketjuosastolleTietosanakirja

Ohm -laki ketjuosastolle on perusmuoto, jota opettajat käyttävät käsittelemään tottelemattomia opiskelijoita. Katsotaanpa, mitä George Om halusi välittää jälkeläisille, kun hän laati lain: I...

Lue Lisää
Elektrolyyttinen kondensaattori

Elektrolyyttinen kondensaattoriTietosanakirja

Elektrolyyttikondensaattori on kondensaattori, jossa dielektrinen kerros on anodin metallioksidikerros ja katodi on elektrolyytti. Tuloksena on erittäin suuri kapasiteetti, jolla on suhteellisen ...

Lue Lisää
Reaktiivinen teho

Reaktiivinen tehoTietosanakirja

Reaktiivinen teho on osa lähdekuorman palauttamaa sähköenergiaa. Tilanteen esiintymistä pidetään haitallisena. esiintymisreaktiivinen teho Oletetaan, että piiri sisältää tasavirran ja i...

Lue Lisää