Zamknięty obwód elektryczny

Wyjaśniamy, jaki jest zamknięty obwód elektryczny, jego cechy, komponenty, symbole i podajemy kilka przykładów

Prosty obwód zamknięty, składający się ze źródła (baterii), dwóch rezystancji w żarówkach i zamkniętego przełącznika, który umożliwia przepływ prądu w całym obwodzie

Co to jest zamknięty obwód elektryczny?

A Zamknięty obwód elektryczny Jest to taki, w którym prąd ma ciągłą drogę do przepływu. Jest to niezbędny warunek przepływu prądu, ponieważ zepsuty lub odcięty przewód zapobiega krążeniem elektronów przez wszystkie elementy obwodu.

W prostym obwodzie, takim jak ten, który włącza żarówkę za pomocą akumulatora, prąd krąży przez żarówkę tylko po zamknięciu obwodu, w przeciwnym razie prąd nie krąży i po prostu nie włącza światła.

Do kontrolowania przepływu prądu przez obwód używany jest przełącznik, z którym prąd jest przerywany lub kierowany. Istnieje kilka rodzajów, najprostsze składa się z dwóch metalowych kontaktów, zjednoczonych lub oddzielonych w wygodę za pośrednictwem elementu mobilnego. Po oddzielaniu kontaktów prąd jest przerywany i po zjednoczeniu prąd przepływa.

Za każdym razem, gdy światła są oświetlone w domu, w samochodzie lub urządzeniu, które pracują z elektrycznością, jest oświetlone, liczne obwody są zamknięte, aby prąd płynie i wykonuje odpowiednią pracę, aby osiągnąć pożądany efekt.

Charakterystyka obwodu zamkniętego

-Działanie obwodu zależy od źródła energii, znanego jako Fem (siła elektromotoryczna), które mogą być bezpośrednie lub naprzemienne.

-Obwód zamknięty musi zapewnić elektronom całkowitą ścieżkę, bez przerw, aby mogły krążyć przez każdy z elementów obwodu.

Może ci służyć: 31 rodzajów siły w fizyce i ich cechy

-Druty łączące różne elementy obwodu są wyidealizowane, dlatego brakuje im oporu.

-W obwodzie prądu stałym znaczenie tego jest wychodzące do dodatniego bieguna baterii.

-Wartości prądu i napięcia w każdym z elementów obwodu są określone przez prawo Ohma, gdy obwód jest rezystancyjny, w połączeniu z prawami Kirchoffa, jeśli chodzi o bardziej złożone sieci.

Rodzaje elementów obwodu

Mogą mieć dwa typy:

1. Aktywa
2. Pasywne

aktywne elementy Wpływają energię, wykonując niezbędną pracę, aby ładunek elektryczny został wprowadzony w ruch. Są to generatory, które z kolei mogą mieć dwa typy: źródła napięcia lub źródła prądu.

To są elementy pasywne, przez którego krąży prąd elektryczny. Elementy te zużywają prąd i w zamian powodują efekt, na przykład żarówka z włóknem, który włącza się.

Istnieją również elementy pasywne, które przechowują energię elektryczną, takie jak kondensatory lub kondensatory.

Komponenty obwodu zamkniętego

Zasadniczo obwód elektryczny składa się z następujących elementów:

Generator

Jest odpowiedzialny za produkcję i utrzymanie prądu elektrycznego przez obwód, możliwość bezpośredniego naprzemiennego.

Bezpośredni generator to prosta bateria lub akumulator, a alternatywa nazywana alternatory.

Kierowcy

Są to bardzo niski opór metalowe, zwykle wykonane z miedzi powleczonych z plastikiem izolacyjnym. Przez nich prąd elektryczny porusza się, przechodząc z jednego elementu do drugiego w obwodzie.

Receptory

Są odpowiedzialne za przekształcenie energii elektrycznej, która pochodzą ze źródła w inny rodzaj energii, na przykład światło, ciepło lub ruch. Przykładami receptorów są oporność, żarówki, włókna, kondensatory, diody, cewki i inne.

Może ci służyć: półkole: jak obliczyć obwód, obszar, centroid, ćwiczenia

Elementy kontrolne

Jak sama nazwa wskazuje, umożliwiają przerywanie lub przekierowanie przepływu prądu przez obwód. Są to przełączniki lub przełączniki.

Elementy ochronne

Do obwodów można dodać obrońcy, które przerywają przejście prądu, gdy osiągnie on pewną intensywność, na przykład bezpieczniki. W ten sposób obwód jest otwarty, chroniąc w ten sposób urządzenie i użytkowników.

Schematy i symbole

Aby ułatwić analizę obwodów elektrycznych, stosowane są schematy i symbole, oferują one uproszczoną reprezentację każdego z elementów obwodu.

Istnieje wiele symboli, jeden dla każdego rodzaju elementu, na następującym obrazie jest mała próbka z najczęściej używaną:

Najczęstsze symbole używane w obwodach elektrycznych. Źródło: f. Zapata.

Poprzez symbole dowolny obwód może być schematyzowany, nawet najbardziej złożony. W obwodzie figury, która pojawia się na początku, dwie żarówki połączone szeregowo są reprezentowane przez dwie oporności, a schemat pozostaje taki:

Zamknięty obwód typu rezystancyjny, składający się z akumulatora, dwóch serii i zamkniętego przełącznika. Źródło: f. Zapata.

Jak zamknięte elektryczne?

Działanie obwodu zamkniętego zależy od elementów, które go komponują, na przykład w obwodzie rezystancyjnym pokazanym powyżej, żarówka jest włączona, gdy tylko się zamknie.

Z drugiej strony, jeśli jedna z rezystancji zostanie zastąpiona przez pobrany kondensator, obwód staje się RC, a kondensator zostanie naładowany do napięcia źródłowego.

Gdy zostanie całkowicie naładowany, pozostanie otwartym obwodem. Odłączając przełącznik i źródło i ponownie zamykając obwód, skraplacz tymczasowo wytwarza prąd, ponieważ wcześniej przechowywał obciążenie.

Może ci służyć: jaki jest moduł cięcia, sztywności lub ścinania? (Rozwiązane ćwiczenia)

W każdym razie prąd zawsze wyciąga dodatnią terminal, jak wyjaśniono wcześniej (patrz rysunek powyżej).

Źródło jest odpowiedzialne za podniesienie potencjału każdego obciążenia, które jest w tym momencie, więc jego energia potencjalna wzrasta o ilość podaną przez Qε, gdzie ε jest napięciem dostarczonym przez akumulator.

Następnie obciążenie, które podróżuje po przewodach połączeń, które są idealne, to znaczy bez oporu, aż do dotarcia do elementu obwodu. Jeśli jest to rezystancja, jak w obwodzie figury, obciążenie cierpi potencjalny spadek równy i ∙ r₁, Gdzie jestem intensywnością prądu.

Potem przechodzi kolejną potencjalną kroplę podczas przechodzenia przez drugi opór, tym razem z I ∙ r₂ Dopóki nie osiągniesz ujemnego terminalu, a stamtąd ponownie do pozytywnego, w ten sposób ładunek dokonał całkowitej wycieczki po obwodzie.

Ponieważ energia jest zachowana, prawdą jest, że:

ε - i ∙ r₁ - i ∙ r₂ = 0

Rozwiązany przykład

W obwodzie powyższego rysunku wartości każdego elementu to:

R₁ = 430 Ω; R₂ = 128 Ω; ε = 9 V

• a) Jaka jest intensywność prądu przez obwód?
• b) Co prąd przechodzi przez każdy opór?
• c) Znajdź spadek napięcia w każdej rezystancji.

Odpowiedz

Całkowity prąd to ten, który opuszcza baterię. Aby go znaleźć, konieczne jest zmniejszenie obwodu do pojedynczego oporu. Jak r₁ i r₂ Są połączone szeregowo, równoważna opór r_Eq to twoja suma:

R_Eq = R₁ + R₂ = 430 Ω + 128 Ω = 558 Ω

Prawa Ohma:

ε = i ∙ r_Eq → I = 9 V / 558 Ω = 0.01613 a

Odpowiedź b

Ponieważ rezystancje są szeregowe, prąd jest taki sam dla zarówno 0.01613 a.

Odpowiedź c

Ponownie stosując prawo Ohma:

V₁ = I ∙ r₁ = 0.01613 A ∙ 430 Ω = 6.935 v

Następnie v₁ = 9v - 6.935 V = 2.065 v