Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 1

Электрические цепи

Энергия электромагнитного поля

Опыт показывает, что в контуре из двух электроламп, соленоида и реостата при отключении источника тока еще некоторое время течет электрический ток, причем сила тока со временем уменьшается от некоторого начального значения до нуля.

Одновременно с током, как известно, исчезает и магнитное поле тока. Так как никаких других источников энергии, которые поддерживали бы электрический ток в контуре, нет, то остается предположить, что энергией обладает само магнитное поле. Найдем начальную энергию W магнитного поля, считая, что она расходуется на индуцирование э. д. с. и тока самоиндукции в контуре, когда магнитный поток убывает от некоторого начального значения до нуля.

Бесконечно малое изменение энергии поля равно элементарной работе тока в контуре:

Но э. д. с. самоиндукции , а сила тока i=dQ/dt. Отсюда

dW = — Lidi

Знак минус указывает, что энергия поля уменьшается. Интегрируя это выражение, находим

где

-потокосцепление;

— индуктивность или коэффициент пропорциональности между током и потокосцеплением;

— ток через катушку.

Потокосцеплением самоиндукции y цепи называется сумма произведений магнитных потоков, обусловленных только током в этой цепи, на число витков, с которыми они сцеплены.

Если все витки пронизываются одним и тем же магнитным потоком Ф, то потокосцепление равно произведению магнитного потока на число витков y=Фw, а w = nI, где I-длина соленоида, n — густота обмотки.

В СИ потокосцепление измеряется в веберах, индуктивность — в генри.

Генри — это индуктивность соленоида, в котором при силе тока 1 А создается магнитный поток 1 Вб.

Зависимость потокосцепления от тока может быть постоянной (линейная зависимость) или нелинейной.

При изменении тока изменяется потокосцепление и в катушке наводится ЭДС самоиндукции:

Знак минус показывает, что ЭДС противодействует изменению тока в цепи.

Напряжение и мощность индуктивности равны:

Мощность может быть как положительной (при намагничивании), так и отрицательной (при размагничивании).

При нарастании тока , направления тока и напряжения совпадают, в индуктивности запасается энергия магнитного поля.

При убывании тока , направления тока и напряжения не совпадают, энергия магнитного поля в индуктивности убывает, возвращается обратно к источнику.

Явление самоиндукции можно наблюдать на опыте, собрав цепь с источником постоянного тока и двумя параллельными ветвями (смотри рисунок выше). Одна ветвь состоит из электролампы Л1 и реостата R, другая — из такой же электролампы Л2 и соленоида. С помощью реостата в обеих ветвях устанавливают одинаковую силу постоянного тока. После включения рубильника видно, что лампа Л2 начинает светиться позже, чем лампа Л1. Это объясняется тем, что в соленоиде индуцируется э. д. с. самоиндукции, препятствующая некоторое время нарастанию силы тока. У разных соленоидов время нарастания силы тока оказывается различным, так как вокруг каждого из них создаются разной величины магнитные потоки, которые индуцируют различные э. д. с. самоиндукции.

Виды электрических схем

Схема цепей управления выполнена строчным способом.
Так что их отличить просто. Комплект номенклатура схем на изделие установку должен быть минимальным, но содержать сведения в объеме, достаточном для проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия установки. Обозначение контактов допускается записывать с квалифицирующим символом по ГОСТ 2.


Некоторые общие требования к выполнению схем. Выглядят они как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями. При разнесенном способе изображения одинаковых элементов устройств обозначения выводов контактов указывают на каждой составной части элемента устройства.

Линии связи, идущие от средней точки между этими элементами, выполнены в однолинейном представлении, обозначены порядковыми номерами 1— Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы. В — Тоже самое, что и пункт А, за исключением того, что элементы располагаются на пульте или электрощите. На принципиальных схемах кроме схем радиоэлектроники и вычислительной техники допускается обозначать электрические цепи по ГОСТ 2. Этот тип схем подробный, с указанием каждого элемента, его контактов и связей.

Выдержки оттуда с таблице ниже. Размеры в ЕСКД Размеры графических и буквенных изображений на чертеже, толщина линий не должны отличаться, но допустимо их пропорционально изменять в чертеже.
Как читать электрические схемы. Урок №6

М етоды расчета электрических цепей

Постановка
задачи: в известной схеме цепи с заданными
параметрами необходимо рассчитать
токи, напряжения, мощности на отдельных
участках. Для этого можно использовать
следующие методы:

  • преобразования цепи;

  • непосредственного применения законов
    Кирхгофа;

  • контурных токов;

  • узловых потенциалов;

  • наложения;

  • эквивалентного генератора.

Будем
рассматривать первых два метода.

  1. Метод
    преобразования цепи. Суть метода: если
    несколько последовательно или (и)
    параллельно включенных сопротивлений
    заменить одним, то распределение токов
    в электрической цепи не изменится.

а)
Последовательное соединение резисторов.
Сопротивления включены таким образом,
что начало следующего сопротивления
подключается к концу предыдущего (рис.
6).

Ток
во всех последовательно соединенных
элементах одинаков.

З
аменим
все последовательно соединенные
резисторы одним эквивалентным

(рис. 7.).

По
II
закону Кирхгофа:

;

;

т.е.
при последовательном соединении
резисторов эквивалентное сопротивление
участка цепи равно сумме всех
последовательно включенных сопротивлений.

б
)
Параллельное соединение резисторов.
При этом соединении соединяются вместе
одноименные зажимы резисторов (рис. 8).

Все элементы присоединяются к одной
паре узлов. Поэтому ко всем элементам
приложено одно и тоже напряжение U.

По I закону Кирхгофа:
.

По
закону Ома
.
Тогда
.

Для
эквивалентной схемы (см рис. 7):
;

.

Величина
,
обратная сопротивлению, называется
проводимостью G.

;

=
Сименс (См).

Ч
астный
случай: параллельно соединены два
резистора (рис. 9).

в)
Взаимное преобразование звезды (рис.10а)
и треугольник сопротивлений (рис. 10б).


преобразование звезды сопротивлений
в треугольник:

а)

б)

Рис.
10


преобразование «треугольника»
сопротивлений в «звезду»:

  1. Метод
    непосредственного применения законов
    Кирхгофа. Порядок расчета:

  • Определить число ветвей (т.е. токов) и
    узлов в схеме.

  • Произвольно выбрать условно-положительные
    направления токов. Общее число уравнений
    должно быть равно числу неизвестных
    токов.

  • Определить, сколько уравнений должно
    быть составлено по I
    закону Кирхгофа, а сколько — по II
    закону Кирхгофа.

  • Составить уравнения для
    узлов
    по I закону Кирхгофа и
    для
    независимых
    контуров (отличающихся друг от друга
    хотя бы на одну ветвь) — по II
    закону Кирхгофа.

  • Решить система уравнений относительно
    токов. Если в результате ток получился
    отрицательным, то его действительное
    направление противоположно выбранному.

  • Проверить правильность решения задачи,
    составив уравнение баланса мощности
    и смоделировав электрическую цепь
    средствами моделирующего пакета
    Electronics Workbench.

Примечание: если есть возможность, то
перед составлением системы уравнений
по законам Кирхгофа, следует преобразовать
«треугольник» сопротивлений в
соответствующую «звезду».

Нормативные документы

Служит автоматической защитой электрической сети от аварий, короткого замыкания.

Функциональный На плане указывают основные узлы электроустройства. Для изображения основных базовых функциональных признаков коммутационных устройств применяют условные графические обозначения контактов, которые допускается выполнять в зеркальном изображении: 1 замыкающих 3 переключающих 4 переключающих с нейтральным центральным положением 1. Источники питания.

Бывают для открытой и скрытой проводки, с различными степенями защиты — для нормальных условий эксплуатации, влаго- пылезащищенные и т. Буквенные обозначения элементов на зарубежных схемах аналогичны. УГО переключателя схоже на обычный выключатель, имеет два направления действия, что отображено на схемах.

В — УГО воспринимающей части электротепловой защиты. Графические обозначения Для каждого типа графического документа предусмотрены свои обозначения, регулируемые соответствующими нормативными документами.

Заключение

Определение понятия электрической схемы, согласно ГОСТ 2. Таблица 4 Обозначение 1. Поэтому руководствоваться при монтажных работах с электрическими схемами следует именно данным документом.

Чертёж представляет определённое количество прямоугольников, между которыми проведены связующие линии. Схема подключения розеток в квартире Виды и типы электрических схем На электрических схемах требуется размещать кодировку элементов. Условные графические обозначения на электрических схемах и схемах автоматизации: ГОСТ 2. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D. D — контакты коммутационных приборов:.

2. Примеры построения обозначений контактов коммутационных устройств

При необходимости указания ограничения движения привода переключателя применяют диаграмму положения, например: 1 привод обеспечивает переход подвижного контакта переключателя от позиции 1 к позиции 4 и обратно 2 привод обеспечивает переход подвижного контакта от позиции 1 к позиции 4 и далее в позицию 1; обратное движение возможно только от позиции 3 к позиции 1 2. Переключатель двухполюсный шестипозиционный, в котором третий контакт верхнего полюса срабатывает раньше, а пятый контакт- позже, чем соответствующие контакты нижнего полюса 9.

Переключатель однополюсный многопозиционный с подвижным контактом, замыкающим три цепи, исключая одну промежуточную 5. Лампы УГО принципиальных электросхем Обозначения на принципиальных электрических схемах изображают разъёмы, предохранители, клеммы, ёмкости. Дроссели и катушки индуктивности имеют обозначение L. Их сразу можно отличить от других элементов. Размеры в ЕСКД Размеры графических и буквенных изображений на чертеже, толщина линий не должны отличаться, но допустимо их пропорционально изменять в чертеже.
Основы электротехники Тема Условно графическое обозначение полупроводниковых приборов Выпуск 21

https://youtube.com/watch?v=L5XLTnE5nTA

Топологические понятия электрических цепей

Те или иные соединения элементов R, L, С называются электрической цепью, а графическое изображение цепи — электрической схемой.

Электрическая схема показывает, как осуществляется соединение элементов рассматриваемой цепи. В электрической схеме соединения элементов образуют ветви, узлы, контуры.

Участок электрической цепи, по которому проходит ток одного и того же значения и направления, называется ветвью. Замкнутая электрическая цепь, образованная одной или несколькими ветвями, называется контуром, а место соединения трех или более ветвей — узлом. На схеме узел изображается точкой. Графическое изображение цепи называется электрической схемой.

Электрические цепи классифицируются: по роду тока (постоянный и переменный); по характеру элементов (линейные и нелинейные); по схемам соединения (простые и сложные); по изображению (монтажные, принципиальные и замещения).

Законы электрических цепей

Закон Ома

Пусть имеется однородный участок цепи — им может служить кусок металла постоянного сечения, все точки которого имеют одинаковую температуру, и пусть на концах этого проводника поддерживается неизменная разность потенциалов U. Тогда, согласно закону Ома, в однородном участке цепи сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах участка:

U = IR, I = U/R, R = U/I

Существуют участки цепи, в которых зависимость силы тока от разности потенциалов на их концах нелинейна. В этом случае рассматривают среднее значение сопротивления:

Переходя к пределу при условии, что Di-> 0, получаем динамическое сопротивление:

Первый закон Кирхгофа — закон баланса токов в узле

Реальные электрические цепи включают в себя комбинации последовательно и параллельно соединенных нагрузок и генераторов. В рассчитывать разности потенциалов на всех участках цепи и силы токов в них, а также электродвижущие силы источников тока, входящих в данную цепь, можно с помощью закона Ома и закона сохранения заряда. Однако для упрощения расчетов Г. Кирхгофом были предложены два простых правила, нашедших широкое применение в электротехнике.

Первое из них относится к узлам разветвления цепи, в которых сходятся и из которых расходятся токи. Токи, подходящие к узлу, условились считать положительными, а токи, исходящие из узла — отрицательными. В этом случае в каждой точке разветвления проводов алгебраическая сумма всех сил токов равна нулю (первое правило Кирхгофа):

Электрический заряд в узле не накапливается.

Второй закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма ЭДС источников питания в любом контуре равна алгебраической сумме падений напряжения на элементах этого контура:

Второе закон, по существу, является следствием закона Ома для неоднородного участка цепи.

Закон Джоуля — Ленца

Количество теплоты, выделяемое проводником с током I на сопротивлении R, прямопропорционально произведению квадрата силы тока, на сопротивление и на время прохождения тока:

Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем

Разнесенным способом допускается вычерчивать как всю схему, так и отдельные элементы. При маркировке цепей допускается оставлять резервные номера.

Допускается указывать адрес в общем виде, если будет обеспечена однозначность присоединения, например «Прибор А». ГОСТ 2.

В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа. HL4 , соединенных последовательно. Дополнительный буквенный код, указывающий номинал, модель, дополнительные данные прописывается в сопутствующих документах, либо выносится в таблицу на чертеже.

Допускается разрабатывать схемы совмещенные, когда на схемах одного типа помещают сведения, характерные для схемы другого типа, например, на схеме соединений изделия установки показывают его внешние подключения. Для более детального объяснения допускается нумерация строк в таком чертеже при помощи арабских цифр, со сноской и расшифровкой каждой строчки. В — УГО воспринимающей части электротепловой защиты. Устройства обозначают в виде прямоугольников или упрощенных внешних сочетаний, элементы в виде условно-графических обозначений, установленных в стандартах ЕСКО, прямоугольников или упрощенных внешних сочетаний.

См. также: Энергосбережения на сто

Акции и спецпредложения

Данные об элементах должны быть записаны в перечень элементов см. Например, канал звука. Участки цепей положительной полярности обозначают нечетными числами, отрицательной — четными. Запись элементов, входящих в каждое устройство функциональную группу , начинают с соответствующего заголовка.

Общее количество одинаковых устройств функциональных групп указывают в графе «Кол. При этом каждая схема должна быть оформлена как самостоятельный документ. Разнесенным способом допускается вычерчивать как всю схему, так и отдельные элементы. Для удобства изображения схемы таблицу можно выполнять зеркально повернутой, как показано на рис. В этом случае на схемах помещают указания по типу: «Элементы, изображенные на схеме и не включенные в перечень элементов, см.

Цепи маркируют независимо от нумерации входных и выходных элементов машин, аппаратов, приборов. При выполнении перечня элементов на первом листе схемы его располагают, как правило, над основной надписью. Таблицы соединений записывают в спецификацию после схем, к которым они выпущены, или вместо них.

Размеры в ЕСКД Размеры графических и буквенных изображений на чертеже, толщина линий не должны отличаться, но допустимо их пропорционально изменять в чертеже. Линии связи выполняют толщиной от 0,2 до 1,0 мм в зависимости от форматов схемы и размеров графических обозначений.
Как читать Элекрические схемы

Что такое электрический ток

Перемещения свободных носителей электрических зарядов в вакууме или веществе в фиксированном направлении назвали электрическим током. Свободными носителями в металлах являются электроны, в жидкостях или газах – ионы. Название «ток» имеет два толкования. Первое – обозначает само продвижение электрического заряда в проводнике, второе – оценку числа электронов, проходящих по проводнику за 1 с. Его силу можно определить по Закону Ома. Для этого используется формула:

I=U/R,

где U – напряжение, В; R – сопротивление, Ом.

Виды и типы электрических схем

E — Электрическая связь с корпусом прибора.

Линия групповой связи показана утолщенной. Некоторые общие требования к выполнению схем.

Линии связи, идущие от средней точки между этими элементами, выполнены в однолинейном представлении, обозначены порядковыми номерами 1—

Ко всем этим мелочам надо присматриваться и запоминать. Например, предохранитель и резистор имеют незначительные отличия. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D.

Нормативные документы

Удивляет упорство некоторых крупных предприятий, которые продолжают выпускать такие схемы. В — УГО воспринимающей части электротепловой защиты. Условные графические обозначения и размеры некоторых элементов принципиальных схем: Стандарты.

В — Токоведущая или заземляющая шина. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями.

Таблица 1. Для того чтобы прочесть любой текст, необходимо знать алфавит и правила чтения. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация. Расстояние просвет между двумя соседними линиями графического обозначения, должно быть не менее 1,0 мм. Служит автоматической защитой электрической сети от аварий, короткого замыкания.

Прописывается полная информация об элементе, емкость, если это конденсатор, номинальное напряжение, сопротивление для резистора. Студент должен: 1. Так что их отличить просто. На схеме переключателей кроме позиционного обозначения следует указывать обозначения контактов выводов , нанесенные на изделие или установленные в их документации. Расстояние между отдельными условными графическими обозначениями должно быть не менее 2,0 мм.
Монтажные схемы и маркировка электрических цепей

Режимы работы электрических цепей

Электрические цепи и их элементы могут работать в различных режимах в отношении величин напряжений, токов и мощностей. Наиболее характерными являются номинальный и согласованный, а также режимы холостого хода (х.х) и короткого замыкания (к.з).

Номинальным режимом работы элемента электрической цепи считается режим, при котором он работает с номинальными параметрами.

Согласованным является режим, при котором мощность, отдаваемая источником или потребляемая приемником, имеет максимальное значение. Такое значение получается при определенном соотношении (согласовании) параметров электрической цепи.

Под режимом холостого хода понимается такой режим, при котором через источник или приемник не протекает электрический ток. При этом источник не отдает энергию во внешнюю часть цепи, а приемник не потребляет ее. Для двигателя это будет режим без механической нагрузки на валу.

Режимом короткого замыкания называется режим, возникающий при соединении между собой разноименных зажимов источника или пассивного элемента, а также участка электрической цепи, находящегося под напряжением.

Дополнительно по теме

  • История формирования ТОЭ
  • Электрические цепи постоянного тока
  • Пример расчета цепей постоянного тока
  • Электрические цепи переменного тока
  • Расчет цепей переменного тока
  • Символический метод расчета цепей
  • Резонансные явления
  • Переходные процессы
  • Трехфазные цепи
  • Симметричные составляющие трехфазной системы
  • Нелинейные цепи
  • Несинусоидальные токи и напряжения
  • Магнитные цепи

Что такое даташит и для чего он нужен

Даташит (Datasheet) — это техническая спецификация, в которой указывается полная информация о радиодетали. Вся техническая информация, основная схема включения, параметры и типы корпусов указываются именно в этом документе.

Даташиты бывают на разных языках, в основном на английском. Есть и переведенные варианты.

Документация на микросхему NE555. Нарисован корпус и внешний вид детали.
Здесь подробно описывается микросхема, ее параметры и условия работы.

Такая документация есть на любую деталь. Это очень удобно и информативно, особенно при поиске аналогов. А помощью интернета поиск аналога деталей или схемы стал еще проще.

Еще даташит позволяет опознать неизвестную деталь или микросхему. Достаточно написать ее название в поисковике, добавить слово даташит, и в результатах поиска будет вся документация.

Схема электрической цепи – применение и классификация.

Так как через них протекает ток, т. Значит, они являются пассивными потребителями, и имеют нелинейные свойства пропускания тока.

«Участок электрической цепи» в книгах


Из формулы видно, что если ток, напряжение и э. В этом режиме свойства близки к величинам, указанным на компоненте, или в инструкции.

Электрическая цепь и ее элементы В электрической цепи должен быть источник движения электрически заряженных частиц, которое и называется электрическим током. Пассивные потребители не нуждаются во внешнем источнике питания.

Существуют и другие их виды. Все компоненты электрических цепей также имеют эти показатели. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Последовательное включение источников питания источников ЭДС применяется тогда, когда требуется создать напряжение требуемой величины, а рабочий ток в цепи меньше или равен номинальному току одного источника ЭДС рис.
Физика 8 класс: Электрическая цепь

Электрические схемы. Типы. Правила выполнения

Полупроводниковые приборы. Составные части изделия изображают в виде упрощенных внешних очертаний, а их расположение должно примерно соответствовать действительному размещению [2, п.

Схема электрических соединений или ее еще называют монтажная схема, представляет собой упрощенный конструктивный чертеж, изображающий электрическое устройство в одной или нескольких проекциях, на котором показываются электрические соединения деталей между собой. Другой тип принципиальных схем отражает управление приводом, линией, защиту, блокировки, сигнализацию. На таких схемах провода идущие в одном направлении часто объединяют в жгуты или пучки и показывают одной толстой линией.

На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т. На наличие соединения указывает точка в месте пересечения или примыкания.

На таких схемах может быть показаны схемы нескольких типов, например электрическая принципиальная и монтажная, или принципиальная и схема расположения. Кстати, монтажной также считается электросхема соединений, которая предназначена для подключения электрооборудования, а также соединения установок между собой в пределах одной цепи.

В — УГО воспринимающей части электротепловой защиты. На структурных схемах отображаются основные элементы трансформаторы , линии электропередачи, распределительные устройства — в виде прямоугольников. Благодаря такому принципу построения запоминание условных графических обозначений не представляет особого труда, а составленная схема получается удобной для чтения. При этом на схеме нужно привести пояснения [1, п.

В этом случае развернутая принципиальная схема может только запутать и испугать, особенно не опытных электриков, которые в большинстве своем очень бояться различной электроники. Кроме того, существуют и широко используются принципиальные и монтажные электрические схемы. В зависимости от назначения схемы на чертеже изображают: а только цепи питающей сети источники питания и отходящие от них линии; б только цепи распределительной сети электроприемники, линии, их питающие ; в для небольших объектов на принципиальной схеме совмещают изображения цепей питающей и распределительной сетей. Полупроводниковые приборы. Поэтому на электрических схемах резистор так и обозначают в виде прямоугольника, символизирующего форму трубки.

Типы и виды электрических схем: общая класификация

Основание подвижной части отмечается специальной незаштрихованной точкой. Схемы обычно дополняются различными диаграммами и таблицами переключения контактов, которые поясняют порядок срабатывания сложных элементов, например многопозиционных переключателей, временными диаграммами, показывающими последовательность срабатывания катушек реле. В люстре один провод стал общим. Благодаря ей любую неисправность можно обнаружить и устранить в очень короткое время. Ниже будут рассмотрены схемы принципиальные, соединений и подключений как получившие наиболее широкое применение в электрооборудовании промышленных предприятий.

Это может быть либо отключение автомата 2-QF, либо отключение катушки 2-КМ, которая включается релейной схемой. Участки цепи, вдоль которых протекают одни и те же токи, называются ветвями. Существует несколько вариантов выполнения схем соединения и подключения. Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит. На таком чертеже должны обязательно быть указаны все функциональные узлы цепи и вид связи между ними.
Виды заземления нейтрали

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации