ما هي الدائرة الكهربائية الكاملة؟ عناصر الدائرة الكهربائية

على الاطلاق أي اجهزة كهربائيةلا يمكن توصيله بالطاقة إلا عبر الخط أو اتصال موازية. عندما تكون العناصر متصلة بالتوازي، يتدفق التيار في عدة اتجاهات في وقت واحد. بمعنى آخر، كل عنصر في الدائرة له دائرة طاقة خاصة به. أكثر الميزة الأساسيةالاتصال المتوازي يعني سهولة التشغيل. إذا احترق أي عنصر من عناصر الدائرة، فسوف نتعرف عليه بسرعة ونستبدله، لأنه إذا تعطل أحد العناصر، فإن التيار لا يتوقف عن التدفق إلى العناصر الأخرى. كما أن عددًا معينًا من الأجهزة لا يسبب انقطاعًا في الطاقة. تعتبر الخبرة في تجميع الدوائر الكهربائية مفيدة جدًا لفهم مبادئ التشغيل التيار الكهربائي. كيفية تجميع الدائرة الكهربائية بنفسك؟ دعونا نحاول معرفة ذلك.

إنشاء دائرة كهربائية

عند تنفيذ المشروع، يجب أن تأخذ في الاعتبار عمر وخبرة الشخص الذي سيقوم بذلك. مثل هذه المهام يمكن أن تكون بمثابة جيدة و تجربة مثيرة للاهتمامللطلاب المدرسة الثانويةالذي يدرس قوانين توزيع التيار الكهربائي. يمكن أن تكون هذه الطريقة بمثابة الأساس للشخص الذي يقوم بتجميع سلسلة لأول مرة.

ويمكن تصنيف التجربة نفسها إلى قسمين أنواع مختلفةتنفيذ.

نحن نستخدم احباط لإنشاء

لتجميع دائرة كهربائية في المنزل عليك القيام بما يلي:

• احصل على مصدر للطاقة. الخيار الأكثر اقتصادا وشائعا هو البطارية الأكثر شيوعا.

مهم! يمكنك أن تأخذ بطارية 9 فولت لمثل هذه المهمة.

• ابحث عن الأجهزة الكهربائية التي ستستخدم في التجربة. هذه هي المكونات التي سوف تقوم بتوصيلها بمصدر الطاقة.

مهم! يتطلب مثالنا مصباحين متوهجين أو صمامات ثنائية موصلة.

• تحتاج إلى رعاية الموصلات. اليوم، سيتم استخدام رقائق الألومنيوم كموصل. ومن خلال هذه الرقاقة سيتم توفير التيار الكهربائي من البطارية للمستهلكين.
• قطع الرقاقة إلى أربعة شرائح ضيقة: قطعتين طول كل منهما 20 سم وقطعتين طول كل منهما 10 سم.

مهم! يجب أن يتوافق عرضها مع قطر قش الشرب.

• يجب توصيل الشرائط الأطول بالبطاريات. واحد مع زائد والآخر مع ناقص، على التوالي.
• الآن يجدر التفكير في توصيل مستهلكي الكهرباء. عليك أن تأخذ الموصلين المتبقيين ولف أحد طرفيهما على موصل طوله 20 سم. يجب توصيل أحد الشرائط بالقرب من نهاية "السلك" الطويل، ويجب توصيل الشريط الثاني بالقرب من البطارية بمقدار 7-8 سم. نقوم بلف الأطراف الحرة من "الأسلاك" القصيرة حول المصابيح الكهربائية.

مهم! إذا لم تتمكن من إصلاحه بشكل جيد، فاستخدم الشريط الكهربائي.

• إذا تجنبت الفواصل في الدائرة، فعند توصيل جميع العناصر، يجب أن تبدأ المصابيح الكهربائية في التوهج. حاول ملامسة المصابيح المتوهجة للموصل الطويل الثاني الذي يأتي من الجانب السلبي للبطارية - سوف تتوهج المصابيح الكهربائية بشكل أكثر سطوعًا.

لقد تعلمت كيفية صنع دائرة كهربائية باستخدام ورق الألمنيوم. دعونا نجرب طرقًا أخرى.

نحن نستخدم الأسلاك والمفتاح

هذا المشروع هو اختلاف معقد عن المشروع الأول. وحتى هنا لا ينبغي أن تكون هناك أي صعوبات، لأن أداء هذه المهمة بسيط للغاية. الشيء الوحيد الذي تحتاجه هو الأسلاك والمفتاح (المفتاح). سوف يجلب مثل هذا الدرس تجربة جيدةلأولئك المستخدمين الذين يتعلمون الأساسيات فقط.

مهم! تتطلب هذه الطريقة تجريد أطراف الأسلاك. كن حذرا في أفعالك.

أمر العمل:

• تحتاج أولاً إلى إعداد كل ما تحتاجه لإنشاء هذا المشروع. يجدر العثور على ما يلي: بطارية وموصلات ومفتاح واثنين على الأقل من مستهلكي الطاقة.

مهم! مرة أخرى، تعتبر بطارية 9 فولت مثالية لمصدر الطاقة، ويمكنك بسهولة العثور على مفتاح في أي متجر لاجهزة الكمبيوتر.

• أفضل أن تجد سلك نحاسلنقل التيار. قطعها إلى عدة قطع ليست طويلة جدًا.

مهم! يمكنك أن تأخذ 70 سم للمخطط بأكمله.

• في هذه الطريقة، سيتم استخدام المصابيح الكهربائية مرة أخرى، ولكن لا أحد يمنعك من استخدام نوع مختلف من المستهلك.
• دعونا نجهز الأسلاك: نقطع السلك إلى خمس قطع متطابقة أبعاد كل منها 20 سم. من الضروري إزالة 2 سم من العزل من كل طرف.

مهم! تعتبر أداة التعرية مثالية لمثل هذه التلاعبات، ولكن يمكن تعويض غيابها بمقص بسيط أو قواطع سلكية.

• ربط المستهلك الأول للكهرباء بمصدر الطاقة. للقيام بذلك، تحتاج إلى توصيل أحد الأسلاك بزائده، وتوصيل الطرف الآخر بأحد المصابيح الكهربائية المستخدمة.
• الآن أنت بحاجة إلى إرفاق المفتاح به عنصر غذائي. استخدم إحدى قطع الأسلاك المتبقية لإجراء الاتصال. قم بتوصيل نهايته بالسالب للمصدر، وقم بتوصيل الطرف الآخر بالمفتاح.
• يجب توصيل المفتاح نفسه بالمصباح الكهربائي الأول باستخدام قطعة موصل أخرى. قم بتوصيل نهاية السلك بالمفتاح، ثم بالجانب الأيمن للمستهلك الأول.
• نأخذ المصباح الثاني، باستخدام آخر قطعة من الأسلاك، نعلقها على الجانب الأيسر للمصباح الكهربائي الأول، وعلى الجانب الثاني - على الجانب الأيسر من المصباح الكهربائي الآخر.
• استخدم السلك الأخير المتبقي لتوصيل الجانب الأيمن من المصباح الكهربائي الأول بالجانب الأيمن من المصباح الكهربائي الثاني. السلسلة جاهزة.
• كل ما تبقى هو إغلاق المفتاح ومشاهدة كيف يبدأ المصباحان في التوهج.

الآن أنت تعرف كيفية صنع دائرة كهربائية إلى قسمين طرق مختلفة. تساعد مثل هذه التجارب على فهم جوهر العمليات الفيزيائية وتوفير الخبرة فيها العمل المستقبليمع الدوائر الكهربائية.

للتثبيت بنسبة 100%، يمكنك استخدام شريط كهربائي أو مكواة لحام.

مهم! يتطلب استخدام هذا الأخير أن تكون لديك مهارات أساسية في التعامل مع مكواة اللحام. لا تعطي الجهاز لمن لا يفهم كيفية استخدامه.

يحذر

• لا يجوز بأي حال من الأحوال إجراء أي عمليات معالجة بالجهد العالي أو التيار العالي إلا إذا كان لديك حماية كافية من التأثيرات الضارة.
• أثناء التجريد، تحتاج إلى مراقبة ما إذا كنت قد ألحقت الضرر بالسلك نفسه. أفضل أداةلهذا الغرض - متجرد.
• تعامل مع مستهلكات الكهرباء بعناية خاصة إذا كنت تستخدم المصابيح الكهربائية مثلها. هذه العناصر هشة للغاية ويمكن أن يؤدي التعامل معها بإهمال إلى حدوث جروح أو صدمة كهربائية.

هواة الراديو لا يولدون. حظا سعيدا في كل مساعيكم!

المفاهيم والقوانين الأساسية لنظرية الدوائر الكهربائية

دائرة كهربائية حقيقيةهي مجموعة من الأجهزة المصممة لنقل وتوزيع وتحويل الطاقة. في الحالة العامةالدائرة الكهربائية تحتوي على مصادر طاقة كهربائيةومستقبلات الطاقة الكهربائية وأجهزة القياس ومعدات التبديل وخطوط التوصيل والأسلاك.

دائرة كهربائيةيمثل مجموعة من المصادر والمستهلكين (أو العناصر النشطة والسلبية على التوالي) ومحولات الطاقة الكهربائية المتصلة بطريقة معينة.

السلسلة تسمى سلبي، إذا كان يتكون فقط من عناصر سلبية، و نشيطإذا كان يحتوي أيضًا على عناصر نشطة.

مصدر للطاقة الكهربائيةاستدعاء العنصر دائرة كهربائية، الذي يحول الطاقة غير الكهربائية إلى طاقة كهربائية. على سبيل المثال: تقوم الخلايا والبطاريات الجلفانية بتحويل الطاقة الكيميائية والعناصر الحرارية - المولدات الحرارية والكهروميكانيكية - الميكانيكية.

مستهلك للطاقة الكهربائيةيسمى عنصر الدائرة الكهربائية الذي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة غير كهربائية. على سبيل المثال: المصابيح المتوهجة - في الضوء والحرارة، أجهزة التدفئة- إلى محرك كهربائي حراري - إلى ميكانيكي.

محول الطاقة الكهربائيةيسمى الجهاز الذي يغير حجم وشكل الطاقة الكهربائية. على سبيل المثال: المحولات والعاكسات تحول التيار المباشر إلى تيار متردد والمقومات - التيار المتناوبإلى أجهزة ثابتة لتحويل التردد.

ومن أجل إجراء الحساب، يجب تمثيل كل جهاز كهربائي دائرة مكافئة. تتكون الدائرة المكافئة للدائرة الكهربائية من مجموعة من العناصر المثالية التي يتم عرضها الخصائص الفرديةالأجهزة الموجودة فعليا. وهكذا، فإن المقاوم المثالي (المقاومة ر) يراعى تحويل الطاقة الكهرومغناطيسية إلى حرارة أو عمل ميكانيكي أو إشعاعها. مكثف مثالي (السعة مع) ومغوي (الحث ل) تتميز بالقدرة على تجميع الطاقة من المجالات الكهربائية والمغناطيسية على التوالي.

تشكل المصادر والمستهلكات وأسلاك التوصيل دائرة كهربائية، في كل قسم منها أ الجهد الكهربائيوالتسرب كهرباء.بشكل عام، يمكن أن تكون هذه الفولتية والتيارات ثابتة ومتغيرة بمرور الوقت وتعتمد على خصائص عناصر الدائرة. سينظر هذا القسم في التيارات والفولتية المباشرة.

تتم دراسة الدوائر الكهربائية الحقيقية باستخدام النماذج الموضحة باستخدام حرف او رمزمثل المخططات الكهربائية.

الجهد يوعلى أحد عناصر الدائرة الكهربائية يشار إليه في الرسم البياني (الشكل 1.1) بالعلامتين "+" و"-"، اللتين تكونان منطقيتين فقط عند النظر إليهما معًا، لأن تشير العلامة "+" إلى نقطة ذات إمكانات أعلى نسبيًا.

. (1.1)

وحدة ش– فولت (ب).

الحالي أنافي عنصر الدائرة الكهربائية يشار إليه بسهم في الرسم التخطيطي (الشكل 1.2) ويشير إلى اتجاه الحركة المطلوبة الإيجابية الشحنات الكهربائية، إذا تم التعبير عن التيار I كرقم موجب.

وحدة أنا– الامبيرات(أ)

تسمى العلاقة بين التيار والجهد عبر عنصر الدائرة خاصية الجهد الحالي (خاصية فولت أمبير)العنصر، والذي عادة ما يتم تمثيله بيانيا. في التين. 1.3 يوضح خصائص الجهد الحالي للمستهلكين أنواع مختلفة. تتوافق خصائص جهد التيار المستقيم (1) و (3) مع العناصر الخطية، وتتوافق خصائص جهد التيار المنحني الخطوط (2) مع العناصر غير الخطية.

في هذا البرنامج التعليمي، ندرس فقط الدوائر الخطية التي تكون العلاقة const = كأو أن انحرافه عن القيمة الثابتة صغير. في هذه الحالة، عندما يتم تصوير خاصية الجهد الحالي بخط قريب من الخط المستقيم، يعتبر أن المستهلك يطيع قانون أوموالتي بموجبها يتناسب الجهد والتيار مع بعضهما البعض. عامل التناسب هذا كمُسَمًّى المقاومة الكهربائية عنصر ر، والذي يقاس في أوماها(أوم).

كمستهلك في نظرية الدوائر الكهربائية التيار المباشريعمل كمقاوم يتميز بالمقاومة ( ر)، والذي ينطبق عليه قانون أوم:

أو ، . (1.3)

يظهر الشكل الخاص بتعيين المقاوم في الدوائر الكهربائية. 1.4.

تسمى المقاومة المتبادلة التوصيل،الذي يقاس في سيمنز(سم).

يمكن تمثيل قانون أوم بدلالة الموصلية:

. (1.4)

في العناصر السلبية، يتدفق التيار من نقاط ذات إمكانات عالية نسبيًا إلى نقاط ذات إمكانات أقل نسبيًا. لذلك، في الشكل. 1.5 يتم توجيه السهم الحالي من "+" إلى "-" وهو ما يتوافق مع قانون أوم بالشكل

. (1.5)

بالنسبة للتسميات المعتمدة في الشكل 1.6 يجب كتابة قانون أوم بالشكل التالي : .

وهكذا، في TOE يتم تصميم المستهلك كمستهلك مثالي، والذي يتم تحديد خصائصه من خلال قيمة معلمة واحدة ( رأو ز).

يتم نمذجة مصادر الطاقة باستخدام مصدر القوة الدافعة الكهربية (ه) أو مصدر الجهد ومصدر التيار ( ج). خصائص الجهد الحالي لمصادر الطاقة هي خصائص خارجية، وعادة ما تكون ذات طبيعة هبوطية، لأنها في معظم الحالات، مع زيادة التيار، ينخفض ​​جهد المصدر.

مصدر الجهد المثالي- هذا عنصر من عناصر الدائرة التي لا يعتمد جهدها على التيار وهي قيمة ثابتة معينة تقابلها في الشكل. 1.7 خاصية الجهد الحالي المستمر.

في الواقع، نحن نتعامل مع مصادر جهد حقيقية تختلف عن مصادر الجهد مصادر مثاليةوالحقيقة أن الجهد الخاص بهم يتناقص مع زيادة الاستهلاك الحالي. تظهر خاصية الجهد الحالي لمصدر الجهد الحقيقي في الشكل. 1.7 بخط منقط يكون ظل زاوية ميله مساوياً للمقاومة الداخلية لمصدر الجهد ر 0 . أي مصدر حقيقي مع مقاومة الحمل ر >> ريمكن إضفاء المثالية على 0 على النحو التالي (الشكل 1.8):

ش 12(حقيقي) = غضب,

هحقيقي = E-IR (1.6)

وبالتالي، يتم تحديد خصائص مصدر المجالات الكهرومغناطيسية أو مصدر الجهد الحقيقي من خلال معلمتين - المجال الكهرومغناطيسي المتولد هوالمقاومة الداخلية ر 0 .

المصدر الحالي المثالي- هذا هو عنصر الدائرة الذي لا يعتمد تياره على الجهد وهو قيمة ثابتة معينة وهو يتوافق مع خاصية الجهد الحالي المستمر في الشكل. 1.9.

في مصدر التيار الحقيقي، كلما زاد الجهد، انخفض التيار المتولد. تظهر خاصية الجهد الحالي لمصدر تيار حقيقي في الشكل. 1.9 بخط منقط يكون ظل زاوية ميله مساويًا للتوصيل الداخلي للمصدر الحالي ز 0 . يمكن اختزال أي مصدر تيار حقيقي إلى مصدر مثالي على النحو التالي (الشكل 1.10):

, (1.7)

أين ج, ز 0 – المعلمات الثابتة.

وبالتالي، يتم تحديد خصائص مصدر تيار القيادة بواسطة معلمتين: تيار القيادة جوالموصلية الداخلية ز 0 . الأقل ز 0، كلما كانت خصائص المصدر الحالي الحقيقي أقرب إلى المصدر المثالي.

بسبب ال المقاومات الداخلية مصادر حقيقيةيمكن دائمًا أن يُنسب إلى مستهلكي الدائرة، ولا يتم النظر إلا في المصادر المثالية للجهد والتيار.

والأسلاك التي تربط المستهلكين بالمصادر هي أيضًا بطبيعتها مستهلكة للطاقة. ومع ذلك، غالبًا ما يُعتقد أن الأسلاك تؤدي وظائف التوصيل فقط وتعمل فقط على إظهار كيفية ترابط العناصر الفردية للدائرة. يتم مراعاة مقاومة الأسلاك إذا لم يكن من الممكن إهمالها من خلال توصيل مستهلكين إضافيين في الأماكن المناسبة في الدائرة.

وهكذا، في نظرية الدوائر الكهربائية الخطية، موضوع الدراسة هو نموذج الحساب,تتكون من مستهلكين ومصادر مثالية، يتم تحديد تكوين وخصائص عناصرها حسب ظروف المشكلة.

عند حل المشاكل أهمية عظيمةمنح هيكل الدائرة الكهربائية (طوبولوجيا)، تحدده طبيعة الروابط بين العناصر.

أي شخص، ما لم يتخلى بالطبع عن فوائد الحضارة، محاط بالعديد من الأجهزة الكهربائية. لا تحتاج إلى البحث بعيدًا عن الأمثلة: التلفزيون، والهاتف، والأكثر اعتيادية، وما إلى ذلك. أساس كل شيء أجهزة مماثلةهي دائرة كهربائية. ومع ذلك، فإن العديد من المصادر الأدبية تعطي تعريفات مماثلة فيما يتعلق أبسط مجموعة متنوعة. لماذا يحدث هذا، لأن الأجهزة الإلكترونية الحديثة معقدة للغاية بحيث يتم الاعتماد على الأنظمة المحوسبة في صيانتها؟ في الواقع، غريب، وخاصة إذا كنت تتذكر وحدات المعالجة المركزية حواسيب شخصيةبملايين الترانزستورات - تحتوي أيضًا على دائرة كهربائية. والسبب في تبسيط التعريف أعلاه هو أن أيًا منها، حتى الأكثر تعقيدًا، رسم بياني كهربائييمكن تمثيلها في النموذج كمية كبيرةأبسط المكونات. بالمناسبة، هذا هو السبب في أنه يصبح من الممكن القيام بها الحسابات اللازمةباستخدام الصيغ المعروفة.

لذلك، قررنا ما هو بسيط ومعقد. الآن دعونا نشرح ما هي الدائرة الكهربائية. لجعل الأمر أكثر وضوحا، دعونا نفكر أبسط مثال- مصباح يدوي كهربائي. وليس تلك التي تستخدم شريحة التحكم (تبديل الأوضاع، الوميض، وما إلى ذلك)، ولكن الأكثر شيوعًا - مع بطارية ومصباح كهربائي ومفتاح طاقة. وهو يتألف من مبيت يضم المصدر نفسه، وحجرة بطارية بها جهتي اتصال. من خلال إدخال البطارية في الهيكل والضغط على المفتاح، يمكنك تحقيق توهج مشرق وموجه للمصباح. بعد الانتهاء من هذه الإجراءات، قمنا بتشكيل ما يسمى بالدائرة الكهربائية (في العامية المهنية، قمنا بتجميع دائرة). اندفعت الكهرباء (البطاريات) على طول المسار: اتصال القطب الموجب - الموصل، مفتاح التبديل - المصباح - القطب السالب. وهذا ما يسمى "أبسط دائرة كهربائية". في مثال المصباح اليدوي، هناك ثلاثة عناصر: مصدر المجالات الكهرومغناطيسية ومفتاح التبديل والمصباح. ومن الجدير بالذكر أن حركة الإلكترونات (التيار) لا تكون ممكنة إلا على طول حلقة مغلقة، لذلك إذا تم إيقاف تشغيل مفتاح التبديل وتعطلت الدائرة، فسوف تختفي، على الرغم من بقاء جهد المصدر. بالمناسبة، يمكن وصف جميع العمليات وحسابها ليس فقط من خلال التيار، ولكن أيضًا من خلال الجهد والطاقة والمجالات الكهرومغناطيسية.

أداة الحساب العالمية هي قانون أوم. في هذه الحالة يبدو الأمر كما يلي:

حيث أنا الحالي، أمبير؛ E - EMF، فولت؛ R - مقاومة المصباح الكهربائي، أوم؛ r هي مقاومة مصدر EMF، أوم. في المثال المستخدم، لم يتم أخذ تأثير مفتاح التبديل في الاعتبار، لأنه لا يكاد يذكر.

لذلك، يمكن أن تشمل الدائرة الكهربائية وعناصرها مصدر طاقة، ومقاومات، ومكثفات، ومكونات شبه موصلة، وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، يجب ربط كل ذلك معًا بواسطة موصلات تشكل مسارًا مستمرًا لمرور التيار.

وتنقسم السلاسل البسيطة إلى غير متفرعة وغير متفرعة. في الحالة الأولى، يمر نفس التيار عبر جميع العناصر المكونة (قاعدة المستهلكين). في الحالة الثانية، تتم إضافة فرع واحد أو أكثر متصلاً بأبسط دائرة قيد النظر من خلال العقد. في هذه الحالة، يتم تشكيل اتصال مختلط لعناصر الدائرة، وبالتالي تختلف قيمة التيار المتدفق في كل فرع. هنا، الفرع هو جزء من الدائرة الكهربائية التي يتدفق فيها نفس التيار عبر جميع عناصرها، ويتم توصيل الأطراف المقابلة لها في عقدتين. وبناء على ذلك، فإن العقدة هي نقطة في الدائرة الكهربائية تتلاقى عندها ثلاثة فروع أو أكثر. على مخططات الدوائرغالبًا ما تتم الإشارة إلى العقد بالنقاط، مما يبسط الإدراك (القراءة).

الدائرة الكهربائية عبارة عن مجموعة من مصادر ومستقبلات الطاقة الكهربائية المتصلة ببعضها البعض والتي يمكن أن يتدفق من خلالها التيار الكهربائي.

تتكون أبسط دائرة كهربائية من مصدر وواحد أو أكثر من أجهزة استقبال الطاقة الكهربائية المتصلة على التوالي (الأحمال والمستهلكين) وأسلاك التوصيل (الشكل 1.2). أرز. 1.2

أشكال مصدر الطاقة الجزء الداخليالدوائر والمستهلك - مع توصيل الأسلاك، أدوات القياسوتبديل الأجهزة - الجزء الخارجي من الدائرة.

عندما تشكل الأجزاء الخارجية والداخلية للدائرة دائرة مغلقة، يحدث تيار كهربائي في الدائرة.

يتم تحديد حجم أو قوة التيار من خلال كمية الكهرباء (الشحنة) التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل لكل وحدة زمنية:

أنا=,أ- للتيار المباشر. ί =,أ- للتيار المتردد.

يرتبط مرور التيار الكهربائي في الدائرة بعمليات تحويل الطاقة المستمر في كل عنصر من عناصرها.

في عملية تحويل أنواع أخرى من الطاقة إلى طاقة كهربائية، يتم إثارة القوة الدافعة الكهربية في مصدر الطاقة ه,في.

الدائرة الخارجية ومصدر الطاقة نفسه لديهما مقاومة لمرور التيار الكهربائي.

الطبيعة الفيزيائية للمقاومة الأومية ر– الحركة الحرارية لذرات وجزيئات الجسم (الموصلية الفائقة). تعتمد كمية المقاومة على مادة الموصل وشكله وحجمه:

ر = , أوم. (1.8)

تسمى المقاومة المتبادلة الموصلية:

=, سم. (1.9)

المجالات الكهرومغناطيسية هالجهد االكهربى ش، حاضِر أنا، مقاومة رفي أبسط سلسلة يرتبطان بقانون أوم:

أنا=. (1.10)

بالنسبة للدائرة في الشكل 1.2:

أنا=

. (1.11)

من (1.11) تتبع معادلة الحالة الكهربائية للدائرة (الشكل 1.2):

ه= أنا ر 0 + أنا ر = أنا ر 0 + ش; (1.12)

ه=U+أنا·ر 0. (1.13)

ومن (1.13) يتبع ذلك ه>ش بمقدار انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية: أنا ر 0. (1.14)

بناءً على تعريف الجهد، يمكن كتابة كيفية عمل حركة الشحنة +1:

أ=شس= UIT; (1.15)

ص==شأنا, (1.16)

أين أ- العمل الحالي، ج;ر- الطاقة الحالية، دبليو.

إذا تم تحويل الطاقة الكهربائية في جزء من الدائرة إلى حرارة فقط، فيمكن كتابة الصيغتين (1.15) و (1.16) بشكل مختلف (عن طريق استبدال ش=أنا ر):

أ=أنا 2 غو ص= أنا 2 ر.

هذا هو قانون جول لينز (يتم قبول معامل 0.24 للتحويل أمن جالخامس البراز).

لحساب الدوائر، يتم تحديد اتجاه إيجابي مشروط ه،ش, أناويشار إليه بالسهم (الشكل 1.3).

يتطابق التيار في أبسط دائرة في اتجاه المجال الكهرومغناطيسي. في دائرة معقدة، يكون اتجاه التيار في أي فرع غير واضح دائمًا قبل الحساب، لذلك يتم اختياره بشكل تعسفي. سهم الجهد شيتم توجيهه من النقاط ذات الإمكانات الأعلى إلى النقاط ذات الإمكانات الأقل.

1.3. أوضاع تشغيل الدائرة الكهربائية ذات التيار المستمر

الأكثر تميزًا هي 4 أوضاع: الاسمية، حركة خاملة، ماس كهربائى ومطابق.

يتميز الوضع الاسمي للمصادر وأجهزة الاستقبال في الدائرة الكهربائية بحقيقة أن جهودها وتياراتها وقدراتها تتوافق مع القيم التي صممتها الشركات المصنعة من أجلها.

وضع الخمول. تيار المصادر والمستقبلات هو صفر ( أنا=0).

وضع الدائرة القصيرة. الجهد في المنطقة صفر ( ش دائرة مقصورة=0)، يتم تحويل جهاز الاستقبال بمقاومة منخفضة جدًا ر→0.

الوضع المنسق - عندما يعمل العنصر السلبي للدائرة الخارجية الطاقة القصوىمع هذا المصدر.

ومن السهل الحصول على شروط النظام التفاوضي. دعونا نكتب معادلة الحالة الكهربائية لأبسط دائرة (الشكل 1.1):

ه= ش + ر 0 أنا، أين يو=أنا·ر. (1.17)

ر- مقاومة الدائرة الخارجية،

ر 0 - مقاومة المصدر.

دعونا نضرب (1.17) في أنا:

الذكاء الاصطناعي = واجهة المستخدم + ر 0 أنا 2 ,

ص 1 = ص 2 + ص 0 ,

ر 1 - مصدر الطاقة،

ر 2 – الطاقة المنقولة إلى الدائرة الخارجية،

ر 0 - فقدان الطاقة من المصدر الداخلي.

ر 2 = شأنا= ر. 2 = ر

- لديه الحد الأقصى

عندما القيمة:

– الحد الأقصى أي:

(ر 0 + ص) 2 –2ر(ر 0 +ص)= 0, ر 0 + ص – 2 ر = 0، ص=ر 0 .

وبالتالي، تعمل الدائرة الخارجية والمصدر في وضع منسق عندما ر= ر 0 .

الكفاءة في الوضع المطابق هي:

η ==

=

=0,5.

يجب التعامل مع دوائر الوضع المطابق عندما لا تكون الكفاءة المنخفضة ذات أهمية حاسمة بسبب انخفاض طاقة الدائرة وعندما تسود مسألة الطاقة القصوى في الحمل على الاعتبارات الاقتصادية.