Obwód elektryczny jest połączeniem komponentów elektrycznych. Obwód elektryczny składa się z baterii, rezystorów, cewek, kondensatorów, przełączników lub tranzystorów. Sieć elektryczna składa się z zamkniętej pętli. Obwód jest zamkniętą ścieżką, w której elektrony płyną w przewodzie. Tak długo, jak drut miedziany jest dopuszczony do siebie, elektrony dryfują pomiędzy atomami, ale nigdy nie opuszczają miedzi.
Jednakże, gdy podłączymy ten drut miedziany do baterii, wolne elektrony będą kierowane w stronę dodatniego bieguna baterii. Ta siła popychająca nazywana jest siłą elektromotoryczną (E.M.F.). E.M.F. wyrażana jest w woltach. Zwykle nazywa się ją napięciem. W wyniku tego napięcia odbywa się ruch elektronów. Ruch ten nazywany jest prądem elektronowym lub prądem elektrycznym. Prąd możemy zmierzyć podłączając amperomierz pomiędzy miedzianym przewodem a źródłem napięcia.
Pełny obwód jest niekończącą się pętlą elektronów. Jeśli weźmiemy drut i zapętlimy go dookoła, tworzy on ciągłą ścieżkę, w której elektrony mogą płynąć bez końca. Jest to podstawowe pojęcie obwodu.
Obwód elektryczny składa się głównie z
- źródeł elektrycznych, które dostarczają napięcia i prądu, takich jak baterie. Są one źródłem elektronów.
- Przełączniki, rezystory, potencjometry, kondensatory, które są używane do sterowania energią elektryczną.
- Urządzenia zabezpieczające w obwodach wysokiego napięcia. Są to MCB, bezpiecznik, itp.
- Przewody, które są ścieżką przewodzącą do przenoszenia prądu elektrycznego z jednego punktu do drugiego w obwodzie.
- Obciążeniem w obwodzie może być silnik, dioda LED, lampa, itp.
Istnieją pewne podstawowe właściwości obwodów elektrycznych i są to:
- Obwód jest zawsze zamkniętą ścieżką.
- Obwód zawsze składa się ze źródła energii,
- Kierunek przepływu prądu jest od zacisku dodatniego do zacisku ujemnego źródła.
- Kierunek przepływu elektronów jest od zacisku ujemnego do zacisku dodatniego źródła.
Schemat obwodu
Schemat obwodu jest wizualnym przedstawieniem obwodu elektrycznego. Istnieją głównie dwa rodzaje schematów:
- Obrazowe: Diagramy obrazowe są tworzone przy użyciu podstawowych obrazów. Ten typ schematu daje wizualną reprezentację publiczności, która jest mniej techniczna.
Schematy
- Schemat: Schematy te są rysowane przy użyciu standardowych symboli przemysłowych. Schematy te są używane do przedstawiania obwodu elektrykowi lub innej technicznej grupie odbiorców.
Schemat
Symbole schematu
Są setki symboli dla schematu obwodu. Niektóre podstawowe symbole to:
Nazwa | Symbol |
---|---|
Resistor | |
Kondensator | |
Komórka | |
Bateria | |
LED |
Załóżmy, że chcemy narysować prosty obwód, w którym bateria jest połączona z diodą LED w taki sposób, że dodatni biegun baterii jest połączony z dodatnim biegunem diody LED, a ujemny biegun baterii jest połączony z ujemnym biegunem diody LED. Wtedy może to być przedstawione jako:
Typy obwodów
Są zasadniczo trzy typy obwodów:
-
Obwód otwarty
Jeśli w prostym obwodzie jeden zacisk jest odłączony, wtedy nie ma przepływu prądu przez ten obwód. Mówi się, że jest to obwód otwarty lub stan bez obciążenia.
Obwód otwarty
-
Obwód zamknięty
Obwód elektryczny ma źródło siły elektromotorycznej i obciążenie. To obciążenie działa jak droga przewodnika. Jeśli prąd przepływa przez obciążenie, to jest uważany za obwód zamknięty. Jeżeli w prostym obwodzie prąd może przepływać z jednego zacisku baterii do drugiego bez żadnej przerwy, mówi się, że jest to obwód zamknięty.
Obwód zamknięty
-
Obwód krótki
Jeżeli zacisk dodatni baterii jest bezpośrednio połączony z zaciskiem ujemnym bez żadnego oporu między nimi, mówi się, że jest to obwód krótki.
Obwód zwarty
Inne niż powyższe obwody, elementy w obwodzie elektrycznym mogą być rozmieszczone na dwa różne sposoby, a są to połączenie szeregowe i połączenie równoległe.
Obwód szeregowy
Jeśli w obwodzie, elementy są połączone szeregowo, to obwód jest znany jako obwód szeregowy. W obwodzie szeregowym prąd płynący przez każdy element jest taki sam, a dostarczane napięcie jest sumą napięć przez każdy element. Jeżeli przewód łączy baterię z jedną lampą, z następną lampą i z powrotem z baterią, to mówi się, że lampy są połączone szeregowo.
Seryjne połączenie dwóch lamp
Obwód równoległy
Jeżeli w obwodzie, komponenty są połączone równolegle, to obwód jest znany jako obwód równoległy. W obwodzie równoległym napięcie na każdym komponencie będzie takie samo, a całkowity prąd przyłożony jest sumą prądu przez każdy komponent. Jeśli lampa jest podłączona do baterii, a inna lampa jest podłączona w osobnym obwodzie z pierwszą lampą, wtedy lampa jest połączona równolegle.
Połączenie równoległe dwóch lamp
Tutaj, napięcie na każdej żarówce byłoby takie samo jak napięcie przyłożone przez baterię. Prąd przez każdą lampę będzie podzielony oznacza, że jeśli zastosujemy 5A do obwodu, 5A będzie prądem płynącym przez każdą lampę.
Tak działają obwody szeregowe i równoległe i mają one swoje własne właściwości dzielenia prądu i napięcia.
Obwody elektryczne są wszędzie wokół nas, w naszych telefonach komórkowych, w naszych komputerach, w wentylatorze, a także w latarce. Trudno jest założyć praktyczne wykorzystanie energii elektrycznej bez obwodów. Wszyscy jesteśmy zależni od tych złożonych obwodów wokół nas.
.