Электрическая цепь (ЭЦ)

1. Электрическая цепь (ЭЦ).

Режимы работы ЭЦ.

2.

ЭЦ – совокупность электротехнических устройств, образующих путь для прохождения
тока (совокупность генерирующих, приемных и вспомогательных устройств, соединенных
между собой электрическими проводами).
При изучении, описании и анализе электрической цепи ее отдельные элементы
представляются в виде условно-графического обозначения (УГО). Используя УГО, можно
любую реальную электрическую цепь представить в виде схемы, которая называется
схемой электрической цепи. Провода изображаются отрезками линий.
Схема замещения
Электрическая цепь.

3.

4.

5.

Основные электрические величины

6.

Задание. Нарисуйте электрическую схему простейшей
обеспечивающей работу осветительной аппаратуры.
электрической
Какие устройства и объекты, входящие в состав электрической цепи Вам знакомы?
цепи,

7.

Простая ЭЦ состоит :
1. Источники электрической энергии (генерирующие устройства) - преобразуют другие
виды энергии в электрическую.
а) преобразующие механическую энергию в электрическую (генераторы);
б) преобразующие химическую энергию в электрическую (аккумулятор);
в)
преобразующие тепловую энергию в электрическую;
г)
преобразующие световую энергию в электрическую (солнечные батареи).

8.

2. Потребитель (приемные устройства) - преобразуют электрическую энергию в другие
виды энергии:
а) преобразующие электрическую энергию в световую (лампы);
б) преобразующие электрическую энергию в тепловую (нагревательные приборы);
в)
преобразующие электрическую энергию в химическую (гальванический элемент);
г)
преобразующие электрическую энергию в механическую (двигатели).

9.

3. Вспомогательные устройства - соединительные провода, устройства защиты
(предохранители), измерительные приборы, рубильники и т.д.
измерительные приборы
предохранитель
рубильник (ключ)
провод

10.

На зажимах источника в процессе преобразования неэлектрической энергии в
электрическую за счет работы сторонних сил наводится электродвижущая сила ( Е) – ЭДС.
Если источник подключить к потребителю, то в цепи появится ток , а на зажимах источника
- напряжение . Зависимость напряжения на зажимах источника от его тока
называется
внешней характеристикой источника.
Для большинства постоянных источников эта внешняя характеристика может быть описана
уравнением:
R0 - – внутреннее сопротивление источника
Идеальный источник напряжения (ЭДС). Е - параметр источника.
Реальный источник напряжения (ЭДС) имеет внутреннее сопротивление.

11.

Идеальный источник тока:
Реальный источник тока:
Все элементы ЭЦ, имеющие ЭДС называются активными. При размыкании цепи U ≠ 0.
Остальные элементы ЭЦ называются пассивными. При размыкании цепи на
них U =0.
Любая ЭЦ делится на:
1) Внутреннюю часть – источник. Ток протекает от (-) к (+).
2) Внешнюю – потребитель, провода и т.д. Ток протекает от (+) к (-).
Условия протекания тока в цепи.
1. Цепь замкнута.
2. Е ≠ 0.
3. Сторонние силы.

12.

Любая ЭЦ имеет:
1). Ветвь - участок электрической цепи, по которому протекает один и тот же ток. Ветвь
образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами цепи.
Простая разветвленная цепь.
2) Узел - место соединения трех и более ветвей.
Первая схема имеет 6 ветвей и 4 узла. Вторая состоит из 5 ветвей и 3 узлов.
Во второй схеме обратите внимание на нижний узел. Очень часто допускают ошибку,
считая что там 2 узла электрической цепи, мотивируя это наличием на схеме цепи в
нижней части 2-х точек соединения проводников. Однако на практике следует считать
две и более точки, соединенных между собой проводником, как один узел
электрической цепи.

13.

3). Контур - замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. Каждый узел
встречается в данном контуре не более одного раза.
Сложная ЭЦ.
Всего для данной цепи можно выделить 6 замкнутых контуров.
Почему первые две схемы называются простой цепью, а третья сложной?

14.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ.
При изменении нагрузки от 0 до ∞ изменяется U. I. P. Отсюда пять режимов ЭЦ.
1. Режим холостого хода (ХХ) - соответствует разомкнутой цепи. I =0. R = ∞. U=E.
2. Режим короткого замыкания (КЗ) – аварийный. R = 0. Ток ограничен только
сопротивлением источника, которое мало, поэтому ток увеличивается в 100-1000 раз.
Короткое замыкание – соединение двух проводов с нарушенной изоляцией,
образующих малое сопротивление.
3. Номинальный режим характеризуется значениями напряжения, тока и мощности, на
которые рассчитана цепь. Отклонения от этого режима нежелательно, к.п.д. цепи
уменьшается.
4. Рабочий – отклонение от номинального в допустимых пределах.
5. Согласованный характеризуется максимально возможной мощностью, которая
передается от источника к нагрузке (потребителю). Условие
R0 –сопротивление источника
Rн - сопротивление потребителя
Применяется в измерительных цепях.
R 0 = Rн

15.

Режимы работы генерирующих устройств
Принято выделять четыре режима работы источника:
а) режим холостого хода (ХХ);
б) режим короткого замыкания (КЗ);
в) согласованный режим (СР);
г) номинальный режим (НР).
Режим ХХ соответствует разомкнутым зажимам источника, при котором I =0. При ХХ
напряжение на зажимах источника равно ЭДС: U=E .
Этот режим используется для измерения ЭДС источника.
Режим КЗ создается при замыкании зажимов источника накоротко. U =0, ток большой.
Этот режим опасен для источника.
Согласованный режим (СР) характеризуется максимально возможной мощностью,
которая передается от источника к нагрузке (потребителю). Условие R0 = Rн
Номинальный режим (НР) характеризуется значениями напряжения, тока и мощности, на
которые рассчитан данный источник. Номинальные данные указываются заводомизготовителем в паспорте на щитке самого источника.
В зависимости от назначения источника используются разные режимы его работы.
– для многих электронных и радиотехнических устройств (основной режим работы – СР);
– в отдельных случаях генерирующие устройства малой мощности используются в
режимах, близких к КЗ (транзисторное устройство).
– для генерирующих устройств большой мощности обеспечивается НР с возможно
высоким КПД. Это возможно в режиме, близком к режиму ХХ.