Sähköpiiri on sähkökomponenttien yhteenliittäminen. Sähköpiiri koostuu paristoista, vastuksista, induktoreista, kondensaattoreista, kytkimistä tai transistoreista. Sähköverkko koostuu suljetusta silmukasta. Virtapiiri on suljettu reitti, jossa elektronit virtaavat johdossa. Niin kauan kuin kuparijohdon annetaan olla itsekseen, elektronit ajelehtivat atomien välillä, mutta eivät koskaan poistu kuparista.

Kun kuitenkin kytkemme tämän kuparijohdon paristoon, vapaat elektronit ajautuvat kohti pariston positiivista napaa. Tätä työntävää voimaa kutsutaan sähkömotoriseksi voimaksi (E.M.F.). E.M.F. ilmaistaan voltteina. Yleensä sitä kutsutaan jännitteeksi. Tämän jännitteen seurauksena tapahtuu elektronien liike. Tätä liikettä kutsutaan elektronivirraksi tai sähkövirraksi. Voimme mitata virran kytkemällä ampeerimittarin kuparilangan ja jännitelähteen väliin.

Täydellinen virtapiiri on elektronien loputon silmukka. Jos otamme langan ja kierrämme sen silmukalla, se muodostaa jatkuvan polun, jossa elektronit voivat virrata ikuisesti. Tämä on virtapiirin peruskäsite.

Sähköpiiri koostuu pääasiassa

• Jännitettä ja virtaa tuottavista sähkölähteistä, kuten paristoista. Ne ovat elektronien lähde.
• Kytkimet, vastukset, potentiometrit, kondensaattorit, joita käytetään sähkön ohjaamiseen.
• Suojalaitteet suurjännitepiireissä. Niitä ovat MCB, sulake jne.
• Johdot, jotka ovat johtavia väyliä, jotka kuljettavat sähkövirtaa piirin yhdestä pisteestä toiseen.
• Kuormitus piirissä voi olla moottori, LED, lamppu jne.

Sähkövirtapiireillä on joitain perusominaisuuksia, ja ne ovat:

• Piiri on aina suljettu tie.
• Piiri koostuu aina energialähteestä,
• Virran virtaussuunta on lähteen positiivisesta liittimestä negatiiviseen liittimeen.
• Elektronien virtaussuunta on lähteen negatiivisesta liittimestä positiiviseen liittimeen.

Piirikaavio

Piirikaavio on sähköpiirin visuaalinen esitys. Piirikaavioita on pääasiassa kahdenlaisia:

1. Kuvallinen: Kuvalliset kaaviot tehdään käyttämällä peruskuvia. Tämän tyyppinen kaavio antaa visuaalisen esityksen yleisölle, joka on vähemmän tekninen.

1. Kaavio: Nämä kaaviot on piirretty käyttäen tavanomaisia teollisia symboleja. Näitä kaavioita käytetään piirin esittämiseen sähköasentajalle tai muulle tekniselle yleisölle.

Piirikaavion symbolit

Piirikaavion symboleja

on satoja. Joitakin perussymboleita ovat:

Nimi	Symboli
Resistori
Kondensaattori
Kenno
Akku
LED

Esitettäköön, että haluamme piirtää yksinkertaisen virtapiirin, jossa paristo on kytketty lediin siten, että pariston positiivinen napa on kytketty ledin positiiviseen napaan ja pariston negatiivinen napa on kytketty ledin negatiiviseen napaan. Silloin se voidaan esittää seuraavasti:

Piirityypit

Piirejä on periaatteessa kolmea eri tyyppiä:

1. avoin virtapiiri

Jos yksinkertaisessa virtapiirissä yksi napa on kytketty irti toisesta liittimestä, virta ei kulje virtapiirin läpi. Tätä sanotaan avoimeksi piiriksi tai kuormittamattomaksi tilaksi.

1. Suljettu virtapiiri

Sähkövirtapiirissä on sähkömotorisen voiman lähde ja kuorma. Tämä kuorma toimii johtotienä. Jos virta kulkee kuorman läpi, sitä pidetään suljettuna virtapiirinä. Jos yksinkertaisessa virtapiirissä virta voi kulkea akun yhdestä navasta toiseen ilman katkoksia, sanotaan sitä suljetuksi virtapiiriksi.

1. Oikosulkupiiri

Jos akun positiivinen napa on kytketty suoraan negatiiviseen napaan ilman, että niiden välissä on mitään resistanssia, sanotaan sitä oikosuluksi.

Yllämainittujen virtapiirien lisäksi sähköpiirin komponentit voidaan järjestää kahdella eri tavalla ja ne ovat sarjakytkentä ja rinnankytkentä.

Sarjakytkentä

Jos virtapiirissä komponentit kytketään sarjakytkentöihin, niin silloin virtapiiriä sanotaan sarjakytkennäksi. Sarjapiirissä jokaisen komponentin läpi kulkeva virta on sama ja syötetty jännite on kunkin komponentin yli kulkevan jännitteen summa. Jos johdin yhdistää akun yhteen lamppuun, seuraavaan lamppuun ja sitten takaisin akkuun, lamppujen sanotaan olevan kytketty sarjaan.

Rinnakkaisvirtapiiri

Jos jossakin virtapiirissä komponentit kytketään rinnakkain, niin virtapiiriä kutsutaan rinnakkaispiiriksi. Rinnakkaispiirissä kunkin komponentin yli oleva jännite on sama ja syötetty kokonaisvirta on kunkin komponentin läpi kulkevan virran summa. Jos lamppu on kytketty akkuun ja toinen lamppu on kytketty erilliseen silmukkaan ensimmäisen lampun kanssa, niin lamppu on kytketty rinnankytkentään.

Tässä jännite kummankin lampun kohdalla olisi sama kuin akun antama jännite. Virta kummankin lampun yli jakautuisi tarkoittaa, että jos sovellamme virtapiiriin 5A, 5A on virta, joka kulkee kummankin lampun läpi.

Tämä on siis sarja- ja rinnakkaisvirtapiirien toiminta ja niillä on omat virran- ja jännitteenjako-ominaisuutensa.

Sähkövirtapiirejä on kaikkialla ympärillämme, matkapuhelimissa, tietokoneissa, tuulettimessa ja myös taskulampussa. On vaikea olettaa sähkön käytännön käyttöä ilman virtapiirejä. Olemme kaikki riippuvaisia näistä monimutkaisista virtapiireistä ympärillämme.