Absolutamente cualquiera dispositivos electricos Sólo se puede conectar a la alimentación a través de una línea o conexión paralela. Cuando los elementos están conectados en paralelo, la corriente fluye en varias direcciones a la vez. En otras palabras, cada elemento del circuito tiene su propio circuito de potencia. lo mas característica principal La conexión en paralelo significa facilidad de operación. Si algún elemento del circuito se quema lo identificaremos rápidamente y lo sustituiremos, ya que si un elemento se estropea la corriente no deja de fluir hacia los demás. Además, una cierta cantidad de dispositivos no provocan caídas de energía. La experiencia en el montaje de circuitos eléctricos es muy útil para comprender los principios de funcionamiento. corriente eléctrica. ¿Cómo montar tú mismo un circuito eléctrico? Intentemos resolverlo.
Crear un circuito eléctrico.
A la hora de realizar un proyecto se debe tener en cuenta la edad y experiencia de la persona que lo realizará. Estas tareas pueden servir como una buena y experimento interesante para estudiantes escuela secundaria que estudian las leyes de distribución de la corriente eléctrica. Este método puede servir de base para una persona que se dedica a montar una cadena por primera vez.
El experimento en sí se puede clasificar en dos diferentes tipos llevando a cabo.
Usamos papel de aluminio para crear.
Para montar un circuito eléctrico en casa, deberá hacer lo siguiente:
- Consigue una fuente de energía. La opción más económica y común es la batería más común.
¡Importante! Puede utilizar una batería de nueve voltios para tal tarea.
- Encuentra los dispositivos eléctricos que se utilizarán en el experimento. Estos son los componentes que conectará a la fuente de alimentación.
¡Importante! Nuestro ejemplo requiere dos bombillas incandescentes o diodos conductores.
- Tienes que cuidar a los conductores. Hoy en día, se utilizará papel de aluminio como conductor. Es a través de esta lámina que la corriente eléctrica se suministrará desde la batería a los consumidores.
- Corta el papel de aluminio en cuatro tiras estrechas: dos trozos de 20 centímetros cada uno y dos trozos de 10 centímetros cada uno.
¡Importante! Su ancho debe corresponder al diámetro de la pajita.
- Las tiras más largas deben conectarse a las baterías. Uno con más y otro con menos, respectivamente.
- Ahora vale la pena pensar en conectar a los consumidores de electricidad. Debe tomar los dos conductores restantes y enrollar un extremo en un conductor de 20 centímetros. Una de las tiras debe conectarse cerca del extremo del "cable" largo y la segunda tira debe conectarse entre 7 y 8 centímetros más cerca de la batería. Envolvemos los extremos libres de los "cables" cortos alrededor de las bombillas.
¡Importante! Si no puedes arreglarlo bien, entonces usa cinta aislante.
- Si ha evitado roturas en el circuito, cuando todos los elementos estén conectados, las bombillas deberían comenzar a brillar. Intente tocar las bombillas incandescentes con el segundo conductor largo que viene del lado negativo de la batería; las bombillas brillarán aún más.
Has aprendido a hacer un circuito eléctrico usando papel de aluminio. Probemos otros métodos.
Usamos cables y un interruptor.
Este proyecto es una variación complicada del primero. Incluso aquí no debería haber ninguna dificultad, ya que esta tarea es muy sencilla de realizar. Lo único que necesitas son cables y una llave (interruptor). Tal lección traerá buena experiencia para aquellos usuarios que recién están aprendiendo lo básico.
¡Importante! Este método requiere pelar los extremos de los cables. Ten cuidado en tus acciones.
Orden de trabajo:
- Primero debes preparar todo lo necesario para crear este proyecto. Vale la pena encontrar lo siguiente: una batería, conductores, una llave y al menos dos consumidores de energía.
¡Importante! Nuevamente, una batería de 9 voltios es perfecta como fuente de energía y puedes encontrar fácilmente un interruptor en cualquier ferretería.
- Lo mejor de encontrar alambre de cobre para transmitir corriente. Córtalo en varios trozos de longitud no muy larga.
¡Importante! Puedes tomar 70 centímetros para todo el diagrama.
- En este método se volverán a utilizar bombillas, pero nadie te impide utilizar un tipo diferente de consumidor.
- Preparemos los cables: corte el cable en cinco trozos idénticos con unas dimensiones de 20 centímetros cada uno. Es necesario retirar 2 cm de aislamiento de cada uno de sus extremos.
¡Importante! Un pelacables es perfecto para realizar este tipo de manipulaciones, pero su ausencia se puede compensar con unas simples tijeras o cortaalambres.
- Conecte el primer consumidor de electricidad a la fuente de alimentación. Para hacer esto, debe conectar uno de los cables a su positivo y el otro extremo a una de las bombillas utilizadas.
- Ahora necesitas adjuntar la clave a elemento nutritivo. Utilice uno de los trozos de cable restantes para realizar la conexión. Conecte su extremo al negativo de la fuente y conecte el otro extremo al interruptor.
- El interruptor en sí debe conectarse a la primera bombilla mediante otro trozo de conductor. Conecte el extremo del cable a la llave y luego al lado derecho del primer consumidor.
- Tomamos la segunda lámpara, usando el último trozo de cable la unimos en el lado izquierdo a la primera bombilla, y en la segunda, al lado izquierdo de la otra bombilla.
- Utilice el último cable restante para conectar el lado derecho de la primera bombilla al lado derecho de la segunda bombilla. La cadena está lista.
- Ya sólo queda cerrar la llave y observar cómo las dos bombillas empiezan a encenderse.
Ahora ya sabes cómo hacer un circuito eléctrico en dos. diferentes metodos. Estos experimentos ayudan a comprender la esencia de los procesos físicos y proporcionan experiencia en trabajo futuro con circuitos eléctricos.
Para una fijación del 100%, puede utilizar cinta aislante o un soldador.
¡Importante! El uso de este último requiere que tengas habilidades básicas en el manejo de un soldador. No entregue el dispositivo a personas que no sepan cómo utilizarlo.
Precauciones
- En ningún caso se deben realizar manipulaciones con alto voltaje o alta corriente a menos que se cuente con la protección adecuada contra efectos nocivos.
- Durante el pelado, debe controlar cuidadosamente si ha dañado el cable. Mejor herramienta para ello - una stripper.
- Trate los consumidores eléctricos con especial cuidado si utiliza bombillas como tales. Estos elementos son muy frágiles y una manipulación descuidada puede provocar cortes o descargas eléctricas.
Los radioaficionados no nacen. ¡Buena suerte en todos tus esfuerzos!
CONCEPTOS BÁSICOS Y LEYES DE LA TEORÍA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS
circuito electrico real es un conjunto de dispositivos diseñados para transmitir, distribuir y convertir energía. EN caso general El circuito eléctrico contiene fuentes. energía eléctrica, receptores de energía eléctrica, instrumentos de medición, equipos de conmutación, líneas y cables de conexión.
circuito electrico representa un conjunto de fuentes, consumidores (o elementos activos y pasivos, respectivamente) y convertidores de energía eléctrica conectados de una determinada manera.
La cadena se llama pasivo, si consta únicamente de elementos pasivos, y activo, si también contiene elementos activos.
Fuente de energía eléctrica llamar al elemento circuito electrico, que convierte la energía no eléctrica en energía eléctrica. Por ejemplo: las celdas galvánicas y las baterías convierten la energía química, los termoelementos - térmicos, los generadores electromecánicos - mecánicos.
Consumidor de energía eléctrica. Se llama elemento de un circuito eléctrico que convierte la energía eléctrica en energía no eléctrica. Por ejemplo: lámparas incandescentes - en luz y calor, dispositivos de calefacción- en motor térmico, eléctrico - en mecánico.
Convertidor de energía eléctrica Se llama dispositivo que cambia la magnitud y forma de la energía eléctrica. Por ejemplo: transformadores, inversores convierten la corriente continua en corriente alterna, rectificadores - C.A. a constante, dispositivos para conversión de frecuencia.
Para realizar el cálculo es necesario representar cada dispositivo eléctrico. circuito equivalente. El circuito equivalente de un circuito eléctrico consta de un conjunto de elementos idealizados que muestran propiedades individuales dispositivos físicamente existentes. Por tanto, una resistencia idealizada (resistencia R) tiene en cuenta la conversión de energía electromagnética en calor, trabajo mecánico o su radiación. Condensador idealizado (capacitancia CON) e inductor (inductancia l) se caracterizan por la capacidad de acumular energía de campos eléctricos y magnéticos, respectivamente.
Las fuentes, los consumidores y los cables de conexión forman un circuito eléctrico, en cada sección del cual voltaje electrico y fuga corriente eléctrica. En general, estos voltajes y corrientes pueden ser constantes y variables en el tiempo y dependen de las propiedades de los elementos del circuito. Esta sección considerará corrientes y voltajes directos.
Los circuitos eléctricos reales se estudian mediante modelos que se representan mediante simbolos en la forma diagramas electricos.
Tensión U en un elemento de un circuito eléctrico se indica en el diagrama (Fig. 1.1) mediante los signos "+" y "-", que tienen sentido sólo cuando se consideran juntos, porque el signo "+" indica un punto con potencial relativamente mayor.
. (1.1)
Unidad de medida Ud.– voltios (B).
Yo actual en un elemento de circuito eléctrico se indica mediante una flecha en el diagrama (Fig. 1.2) e indica la dirección del movimiento ordenado de positivo cargas electricas, si la I actual se expresa como un número positivo.
Unidad de medida I– amperios(A)
La relación entre la corriente y el voltaje a través de un elemento de circuito se llama característica corriente-voltaje (característica voltamperio) elemento, que suele representarse gráficamente. En la figura. 1.3 muestra las características corriente-voltaje de los consumidores. varios tipos. Las características de corriente-voltaje en línea recta (1) y (3) corresponden a elementos lineales, y las características de corriente-voltaje curvilíneas (2) corresponden a elementos no lineales.
En este tutorial, estudiamos sólo circuitos lineales para los cuales la relación const = k o su desviación de un valor constante es pequeña. En este caso, cuando la característica corriente-tensión se representa mediante una línea cercana a una línea recta, se considera que el consumidor obedece ley de ohm según el cual la tensión y la corriente son proporcionales entre sí. Este factor de proporcionalidad k llamado resistencia electrica elemento R, que se mide en omaha(Ohm).
Como consumidor en la teoría de circuitos eléctricos. corriente continua actúa como una resistencia caracterizada por la resistencia ( R), para lo cual es válida la ley de Ohm:
o , . (1.3)
La designación de una resistencia en circuitos eléctricos se muestra en la Fig. 1.4.
El recíproco de la resistencia se llama conductividad, que se mide en siemens(Centímetro).
La ley de Ohm se puede representar en términos de conductividad:
. (1.4)
En los elementos pasivos, la corriente fluye desde puntos con un potencial relativamente alto hacia puntos con un potencial relativamente más bajo. Por tanto, en la Fig. 1.5 la flecha actual se dirige de “+” a “–”, lo que corresponde a la ley de Ohm en la forma
. (1.5)
Para las designaciones adoptadas en la Fig. 1.6, la ley de Ohm debe escribirse de la siguiente forma: .
Así, en TOE el consumidor se modela como un consumidor ideal, cuyas propiedades están determinadas por el valor de un único parámetro ( R o GRAMO).
Las fuentes de energía se modelan utilizando fuente de campos electromagnéticos (mi), o fuente de voltaje y fuente de corriente ( j). Las características corriente-voltaje de las fuentes de energía son características externas, generalmente de naturaleza decreciente, porque En la mayoría de los casos, a medida que aumenta la corriente, el voltaje de la fuente disminuye.
Fuente de voltaje idealizada- este es un elemento del circuito cuyo voltaje no depende de la corriente y tiene un valor constante dado; le corresponde en la Fig. 1.7 Característica corriente-tensión continua.
En realidad, estamos ante fuentes de tensión reales diferentes de las fuentes ideales el hecho de que su voltaje disminuye al aumentar el consumo de corriente. La característica corriente-voltaje de una fuente de voltaje real se muestra en la figura. 1.7 con una línea de puntos, cuya tangente del ángulo de inclinación es igual a la resistencia interna de la fuente de voltaje R 0 . Cualquier fuente real con resistencia de carga. R >> R 0 se puede idealizar de la siguiente manera (figura 1.8):
Ud. 12(real) = IRA,
mi verdad = EIR (1.6)
Por lo tanto, las propiedades de una fuente EMF o una fuente de voltaje real están determinadas por dos parámetros: la EMF generada mi y resistencia interna R 0 .
Fuente actual idealizada- es un elemento del circuito cuya corriente no depende del voltaje y tiene un valor constante dado; corresponde a la característica corriente-voltaje continuo de la Fig. 1.9.
En una fuente de corriente real, a medida que aumenta el voltaje, la corriente generada disminuye. La característica corriente-voltaje de una fuente de corriente real se muestra en la figura. 1.9 con una línea de puntos, cuya tangente del ángulo de inclinación es igual a la conductividad interna de la fuente actual GRAMO 0 . Cualquier fuente de corriente real se puede reducir a una idealizada de la siguiente manera (figura 1.10):
, (1.7)
Dónde j, GRAMO 0 – parámetros constantes.
Por lo tanto, las propiedades de la fuente de corriente impulsora están determinadas por dos parámetros: corriente impulsora j y conductividad interna GRAMO 0. cuanto menos GRAMO 0, cuanto más se acercan las características de la fuente de corriente real a la idealizada.
Desde resistencias internas fuentes reales siempre se puede atribuir a los consumidores del circuito; además, solo se consideran fuentes idealizadas de voltaje y corriente.
Los cables que conectan consumidores y fuentes también son, por su naturaleza, consumidores de energía. Sin embargo, a menudo se cree que los cables solo realizan funciones de conexión y solo sirven para mostrar cómo están interconectados los elementos individuales del circuito. La resistencia de los cables, si no se pueden descuidar, se tiene en cuenta conectando consumidores adicionales en los lugares apropiados del circuito.
Así, en la teoría de circuitos eléctricos lineales, el objeto de estudio es modelo de cálculo, formado por consumidores y fuentes idealizadas, cuya configuración y propiedades de los elementos están determinadas por las condiciones del problema.
Al resolver problemas gran valor dado estructura del circuito eléctrico (topología), determinado por la naturaleza de las conexiones entre elementos.
Cualquier persona, a menos, por supuesto, que haya renunciado a los beneficios de la civilización, está rodeada de numerosos aparatos eléctricos. No hace falta buscar mucho para encontrar ejemplos: TV, teléfono, lo más común, etc. La base de todo dispositivos similares es un circuito electrico. Sin embargo, muchas fuentes literarias dan definiciones similares en relación con la variedad más simple. ¿Por qué es así, porque los dispositivos electrónicos modernos son tan complejos que su mantenimiento se confía a sistemas computarizados? De hecho, extraño, especialmente si recuerdas. unidades centrales de procesamiento computadoras personales con sus millones de transistores, también contienen un circuito eléctrico. La razón de la simplificación de la definición anterior es que cualquiera, incluso el más complejo, diagrama electrico se puede representar en la forma gran cantidad componentes más simples. Por cierto, es por eso que es posible realizar cálculos necesarios utilizando fórmulas conocidas.
Entonces, nos hemos decidido por lo simple y lo complejo. Ahora expliquemos qué es un circuito eléctrico. Para que quede más claro, consideremos ejemplo más simple- linterna eléctrica. Y no el que utiliza un chip de control (cambio de modo, parpadeo, etc.), sino el más común: con una batería, una bombilla y un interruptor de encendido. Consta de una carcasa que alberga la propia fuente, un compartimento para pilas con dos contactos. Al insertar la batería en la carcasa y presionar el interruptor, puede lograr un brillo brillante y direccional de la lámpara. Realizadas estas acciones, hemos formado lo que se llama un circuito eléctrico (en la jerga profesional, hemos montado un circuito). la electricidad (baterías) corría por el camino: contacto del polo positivo - conductor, interruptor de palanca - lámpara - polo negativo. A esto se le llama el "circuito eléctrico más simple". En el ejemplo de una linterna, hay tres elementos: una fuente EMF, un interruptor de palanca y una lámpara. Vale la pena señalar que el movimiento de electrones (corriente) solo es posible a lo largo circuito cerrado, por lo que si se apaga el interruptor de palanca y se rompe el circuito, este desaparecerá, aunque la tensión de la fuente permanecerá. Por cierto, todos los procesos se pueden describir y calcular no sólo a través de la corriente, sino también a través del voltaje, la potencia y los campos electromagnéticos.
Una herramienta de cálculo universal es la ley de Ohm. En este caso se ve así:
donde I es corriente, amperios; E - EMF, voltios; R - resistencia de la bombilla, ohmios; r es la resistencia de la fuente EMF, Ohm. En el ejemplo utilizado no se tiene en cuenta la influencia del interruptor basculante, ya que es insignificante.
Entonces, un circuito eléctrico y sus elementos pueden incluir una fuente de energía, resistencias, capacitores, componentes semiconductores, etc. Además, todo esto debe estar conectado entre sí mediante conductores que formen un camino continuo para el paso de la corriente.
Las cadenas simples se dividen en ramificadas y no ramificadas. En el primer caso, la misma corriente pasa por todos los elementos constituyentes (regla para los consumidores). En el segundo caso, se agregan adicionalmente una o más ramas, conectadas al circuito más simple considerado a través de nodos. En este caso, se forma una conexión mixta de elementos del circuito, por lo que el valor de la corriente que fluye en cada rama es diferente. Aquí, una rama es una sección de un circuito eléctrico en el que fluye la misma corriente a través de todos sus elementos, y cuyos extremos opuestos están conectados en dos nodos. En consecuencia, un nodo es un punto de un circuito eléctrico en el que convergen tres o más ramas. En diagramas de circuito Los nodos a menudo se indican con puntos, lo que simplifica la percepción (lectura).
Un circuito eléctrico es un conjunto de fuentes y receptores de energía eléctrica conectados entre sí a través de los cuales puede fluir la corriente eléctrica.
El circuito eléctrico más simple consta de una fuente, uno o más receptores de energía eléctrica conectados en serie (cargas, consumidores) y cables de conexión (Fig. 1.2). Arroz. 1.2
La fuente de energía se forma parte interior circuitos y el consumidor, junto con los cables de conexión, instrumentos de medida y dispositivos de conmutación: la parte externa del circuito.
Cuando las partes exterior e interior de un circuito forman un circuito cerrado, se produce una corriente eléctrica en el circuito.
La magnitud o fuerza de la corriente está determinada por la cantidad de electricidad (carga) que pasa a través de la sección transversal del conductor por unidad de tiempo:
I=,A- para corriente continua; ί
=
,A- para corriente alterna.
El paso de la corriente eléctrica en un circuito está asociado a los procesos de conversión continua de energía en cada uno de sus elementos.
En el proceso de convertir otros tipos de energía en energía eléctrica, se excita una fem en la fuente de energía. mi,EN.
El circuito externo y la propia fuente de energía tienen resistencia al paso de la corriente eléctrica.
Naturaleza física de la resistencia óhmica. R– movimiento térmico de átomos y moléculas del cuerpo (superconductividad). La cantidad de resistencia depende del material, la forma y el tamaño del conductor:
R
=
,
Ohm.
(1.8)
El recíproco de la resistencia se llama conductividad:
=,
Centímetro.
(1.9)
CEM mi Voltaje Ud., actual I, resistencia R en la cadena más simple están conectados por la ley de Ohm:
I=
. (1.10)
Para el circuito de la Fig. 1.2:
I=
. (1.11)
De (1.11) se sigue la ecuación del estado eléctrico del circuito (Fig. 1.2):
mi=I R 0 +I R= I R 0 +U; (1.12)
mi=U+I·R 0. (1.13)
De (1.13) se deduce que mi>Ud. por la cantidad de caída de voltaje a través de la resistencia interna: I R 0. (1.14)
Según la definición de voltaje, se puede escribir cómo se trabaja para mover la carga +1:
A=Ud.q= UIT; (1.15)
PAG=
=Ud.I, (1.16)
Dónde A– trabajo actual, j;R– potencia actual, W..
Si en una sección del circuito la energía eléctrica se convierte solo en calor, entonces las fórmulas (1.15) y (1.16) se pueden escribir de manera diferente (reemplazando Ud.=I R):
A=I 2 RT Y PAG= I 2 R.
Esta es la ley de Joule-Lenz (se acepta un coeficiente de 0,24 para la conversión A de j V heces).
Para calcular los circuitos, se selecciona una dirección condicionalmente positiva. MI,Ud., I y está indicado por una flecha (Fig. 1.3).
La corriente en el circuito más simple coincide en dirección con la FEM. En un circuito complejo, la dirección de la corriente en cualquier rama no siempre es obvia antes del cálculo, por lo que se elige arbitrariamente. Flecha de voltaje Ud. Se dirige desde puntos de mayor potencial a puntos de menor potencial.
1.3. Modos de funcionamiento de un circuito eléctrico de CC.
Los más característicos son 4 modos: nominal, velocidad de ralentí, cortocircuito y emparejado.
El modo nominal de fuentes y receptores en un circuito eléctrico se caracteriza por el hecho de que sus voltajes, corrientes y potencias corresponden a los valores para los que están diseñados por los fabricantes.
Modo inactivo. La corriente de fuentes y receptores es cero ( I=0).
Modo cortocircuito. El voltaje en el área es cero ( Ud. cortocircuito=0), el receptor está desviado con muy baja resistencia R→0.
Modo coordinado: cuando el elemento pasivo del circuito externo funciona con potencia máxima con esta fuente.
Es fácil obtener las condiciones del régimen negociado. Escribamos la ecuación del estado eléctrico del circuito más simple (Fig. 1.1):
mi=U+R 0 I, Dónde U=I·R. (1.17)
R– resistencia del circuito externo,
R 0 – resistencia de la fuente.
Multipliquemos (1.17) por I:
IE = interfaz de usuario + R 0 I 2 ,
PAG 1 = PAG 2 + PAG 0 ,
R 1 – fuente de energía,
R 2 – potencia transmitida al circuito externo,
R 0 – pérdida de potencia de la fuente interna.
R 2
=
Ud.I=
RHODE ISLAND. 2
=
R
- tiene un máximo
cuando valor: 
– máximo, es decir:
(R 0 +R) 2 –2R(R 0 +R)= 0, R 0 +R–2R= 0,R=R 0 .
En consecuencia, el circuito externo y la fuente operan en modo coordinado cuando R= R 0 .
La eficiencia en modo combinado es:
η
=
=
=
=0,5.
Los circuitos en modo adaptado deben abordarse cuando la baja eficiencia no es de importancia decisiva debido a la baja potencia del circuito y cuando la cuestión de la potencia máxima en la carga prevalece sobre las consideraciones económicas.