Základné vedomosti a zručnosti základných elektrických obvodov vždy slúžia ako pevný základ pre technicky spoľahlivé skúsenosti. Študenti sa tiež môžu aktívne oboznámiť s týmito základnými obvodmi, najmä s praktickými skúsenosťami. Základný obvod tak pomáha študujúcemu porozumieť základné komponenty a obvodových charakteristík, kým je v prevádzke.
Tento článok poskytuje základné koncepty dvoch typov elektrických obvodov: obvodov striedavého a jednosmerného prúdu. V závislosti od typu zdroja sa elektrina líši ako striedavý prúd (AC) a jednosmerný prúd (DC).
Základné jednosmerné obvody
V jednosmerných obvodoch elektrina prúdi konštantným smerom s pevnou polaritou, ktorá sa nemení v čase. DC obvod používa stabilné súčasné komponenty ako rezistory a kombinácie rezistorov prechodné súčasti, ako sú tlmivky a kondenzátory, ktoré indikujú merače, ako sú voltmetre s pohyblivou cievkou a ampérmetre napájacie zdroje z batérií atď.
Na analýzu týchto obvodov slúžia rôzne nástroje, ako sú zákony ohmov, zákony napätia a prúdu, ako sú KCL, KVL a vety o sieti ako Thevinens, Nortons, Mesh analýza atď. Nasleduje niekoľko základných DC obvodov, ktoré vyjadrujú prevádzkovú povahu jednosmerného obvodu.
Sériové a paralelné obvody
Základné jednosmerné obvody
Odporové záťaže predstavujú zaťaženia osvetlenia, ktoré sú pripojené v rôznych konfiguráciách na analýzu ss obvodov, ktoré sú znázornené na obrázku. Spôsob pripájania záťaží určite mení charakteristiky obvodu.
V jednoduchom jednosmernom obvode je medzi kladnou a zápornou svorkou batérie pripojená odporová záťaž ako žiarovka. Batéria dodáva žiarovke požadovaný výkon a umožňuje používateľovi umiestniť vypínač podľa potreby.
Sériové a paralelné odpory
Zaťaženia alebo odpory zapojené do série so zdrojom jednosmerného prúdu ako elektrický symbol pre zaťaženie osvetlením má spoločný prúd spoločný prúd, ale napätie naprieč jednotlivými záťažami sa líši a pridáva sa, aby sa získalo celkové napätie. Takže na konci rezistora je zníženie napätia v porovnaní s prvým prvkom v sériovom zapojení. A ak nejaké zaťaženie zhasne z okruhu bude otvorený celý okruh.
V paralelnej konfigurácii je napätie spoločné pre každé zaťaženie, ale prúd sa líši v závislosti od menovitého zaťaženia. V otvorenom okruhu nie je problém, aj keď je jedno zaťaženie mimo obvodu. Mnoho prípojok na záťaž je tohto typu, napríklad prípojka pre domáce vedenie.
Vzorce jednosmerného obvodu
Preto z vyššie uvedených obvodov a obrázkov možno ľahko nájsť celkovú spotrebu záťaže, napätie, prúd a distribúciu energie v jednosmernom obvode.
Základné striedavé obvody
Na rozdiel od jednosmerného prúdu striedavé napätie alebo prúd pravidelne mení smer, keď sa zvyšuje z nuly na maximum a klesá späť na nulu, potom negatívne pokračuje na maximum a potom opäť späť na nulu. Frekvencia tohto cyklu je v Indii asi 50 cyklov za sekundu. Pre aplikácie s vysokým výkonom je striedavejším zdrojom energie viac ako jednosmerný prúd. Sila nie je jednoduchým produktom napätia a prúdu ako v DC, ale závisí to od komponentov obvodu. Pozrime sa na chovanie striedavého obvodu so základnými komponentmi.
AC obvod s odporom
AC obvod s odporom
V tomto type obvodu je pokles napätia na rezistore presne vo fáze s prúdom, ako je znázornené na obrázku. To znamená, že keď je napätie okamžitej hodnoty nulové, aktuálna hodnota v tomto okamihu je tiež nulová. A tiež, keď je napätie kladné počas kladnej polovičnej vlny vstupného signálu, prúd je tiež kladný, takže výkon je kladný, aj keď sú v zápornej polovičnej vlne vstupu. To znamená, že striedavý prúd v rezistore sa vždy odvádza ako teplo pri jeho odbere zo zdroja, bez ohľadu na to, či je prúd kladný alebo záporný.
AC obvod s induktormi
Induktory sú proti zmene prúdu, ktorý nimi prechádza, nie ako rezistory, ktoré sú proti prúdu. To znamená, že keď sa prúd zvýši, indukované napätie sa pokúsi čeliť tejto zmene prúdu znížením napätia. Napätie poklesnuté cez induktor je úmerné rýchlosti zmeny prúdu.
AC obvod s induktormi
Preto keď je prúd na svojom maximálnom vrchole (bez zmeny tvaru), okamžité napätie v tomto okamihu je nulové a reverzný stav nastane, keď prúd vrcholí na nule (maximálna zmena jeho strmosti), ako je to znázornené na obrázku. . Takže v obvode striedavého prúdu induktora nie je žiadny čistý stratový výkon.
Okamžitý výkon induktora v tomto obvode je teda úplne odlišný od jednosmerného obvodu, kde je v rovnakej fáze. Ale v tomto obvode je od seba vzdialený 90 stupňov, takže výkon je občas záporný, ako je to znázornené na obrázku. Záporný výkon znamená, že sa energia uvoľňuje späť do obvodu, pretože ho absorbuje vo zvyšku cyklu. Táto opozícia zmeny prúdu sa nazýva reaktancia a závisí od frekvencie prevádzkového obvodu.
AC obvod s kondenzátormi
TO Kondenzátor stavia sa proti zmene napätia, ktoré je nepodobné induktoru, ktorý sa stavia proti zmene prúdu. Napájaním alebo odberom prúdu dochádza k tomuto typu opozície a tento prúd je úmerný rýchlosti zmeny napätia na kondenzátore.
AC obvod s kondenzátormi
Prúd cez kondenzátor je tu výsledkom zmeny napätia v obvode. Okamžitý prúd je preto nulový, keď je napätie na svojej špičkovej hodnote (bez zmeny strmosti napätia), a je maximálny, keď je napätie na nule, takže výkon sa tiež strieda v kladných a záporných cykloch. To znamená, že nerozptyľuje energiu, ale iba absorbuje a uvoľňuje energiu.
Chovanie striedavých obvodov možno analyzovať aj kombináciou vyššie uvedených obvodov, ako sú RL, RC a RLC obvody v sérii aj v paralelných kombináciách. Rovnice a vzorce vyššie uvedených obvodov sú v tomto článku vyňaté z dôvodu zníženia zložitosti, ale všeobecnou myšlienkou je poskytnúť základný koncept elektrických obvodov.
Dúfame, že ste týmto základným pochopili elektrické obvody , a chceli by sme získať ďalšie praktické skúsenosti s rôznymi elektrickými a elektronickými obvodmi. Ak chcete získať akékoľvek ďalšie informácie, povedzte to v sekcii komentárov nižšie. Sme vždy pripravení pomôcť vám pri vedení v tejto konkrétnej oblasti podľa vášho výberu.
Fotoúvery
- Vzorce obvodu DC podľa wikia.nocookie
- AC obvod s odporom od fyzika.sjsu
- AC obvod s kondenzátormi od keywon
