Električni krug i njegovi elementi

U električnom krugu mora postojati izvor kretanja električki nabijenih čestica koji se naziva električna struja. Drugim riječima, električna struja mora imati vlastitog patogena. Takav pobudnik struje, koji se naziva izvor (generator), sastavni je dio električnog kruga.

Električna struja može uzrokovati razne učinke u prirodi - na primjer, uzrokuje žarenje žarulja sa žarnom niti, pokreće uređaje za grijanje i električne motore. Svi ti uređaji i uređaji nazivaju se prijemnici električne struje. Budući da kroz njih teče struja, odnosno uključeni su u električni krug, prijamnici su također elementi strujnog kruga.

Protok struje zahtijeva da postoji veza između izvora i ponora, što se postiže pomoću električnih žica, koje su treća važna komponenta električnog kruga.

Električni krug — skup uređaja namijenjenih za prolazak električne struje. Strujni krug tvore izvori energije (generatori), potrošači energije (opterećenja), sustavi prijenosa energije (žice).

Električni krug je skup uređaja i predmeta koji čine put za struja, elektromagnetski procesi koji se mogu opisati pomoću pojma elektromotorne sile, struje i napona.

Najjednostavniju električnu instalaciju čine izvor (galvanski članak, baterija, generator i sl.), potrošači odn prijemnici električne energije (žarulje sa žarnom niti, električni grijači, elektromotori itd.) i spojne žice koje spajaju stezaljke izvora napona sa stezaljkama potrošača. ove. električni krug — skup međusobno povezanih izvora električne energije, prijamnika i žica koje ih povezuju (dalekovod).

sl. 1. Električni dijagram

Električni krug je podijeljen na unutarnji i vanjski dio. Sam izvor električne energije pripada unutarnjem dijelu električnog kruga. Vanjski dio strujnog kruga čine spojne žice, potrošači, noževi, prekidači, električna brojila, odnosno sve što je spojeno na stezaljke izvora električne energije.

Električna struja može teći samo u zatvorenom električnom krugu. Prekid strujnog kruga u bilo kojem trenutku uzrokuje prekid električne struje.

Pod, ispod Električni krugovi s istosmjernom strujom u elektrotehnici označavaju strujne krugove u kojima struja ne mijenja smjer, odnosno polaritet izvora EMP, u kojima je konstantna.

Pod električnim krugovima za izmjeničnu struju podrazumijevaju se krugovi u kojima teče struja koja se mijenja s vremenom (usp. naizmjenična struja). 

Izvori struje za strujni krug su galvanske ćelije, električni akumulatori, elektromehanički generatori, termoelektrični generatori, fotoćelije itd. U modernoj tehnologiji kao izvori energije uglavnom se koriste električni generatori. Sva napajanja imaju unutarnji otpor čija je vrijednost mala u usporedbi s otporom ostalih elemenata električnog kruga.

Istosmjerni prijamnici su elektromotori koji pretvaraju električnu energiju u mehaničku, uređaji za grijanje i rasvjetu, postrojenja za elektrolizu i sl.

Kao pomoćna oprema, električni krug uključuje uređaje za uključivanje i isključivanje (na primjer, sklopke), instrumente za mjerenje električnih veličina (na primjer, ampermetri i voltmetri), zaštitne uređaje (na primjer, osigurače).

Svi električni prijemnici karakterizirani su električnim parametrima, a glavni su napon i snaga. Za normalan rad električnog prijamnika potrebno je održavati Nazivni napon. 

Elementi električnog kruga dijele se na aktivne i pasivne. DA aktivni elementi električnog kruga uključuju one u kojima se inducira EMF (izvori EMF, elektromotori, baterije tijekom punjenja i sl.). DA pasivni elementi uključuju električne prijemnike i spojne žice.

Krugovi se koriste za konvencionalno predstavljanje električnih krugova. Na tim dijagramima izvori, prijemnici, žice i svi drugi uređaji i elementi električnog kruga označeni su konvencionalnim simbolima (grafičkim oznakama) napravljenim na određeni način.

Prema GOST 18311-80:

Krug napajanja - električni krug koji sadrži elemente čija je funkcionalna svrha proizvodnja ili prijenos glavnog dijela električne energije, njezina distribucija, transformacija u drugu vrstu energije ili u električnu energiju s drugim vrijednostima parametara.

Pomoćni krug električnog proizvoda (uređaja) — električni krug za različite funkcionalne svrhe, koji nije strujni krug električnog proizvoda (uređaja).

Električni upravljački krug - pomoćni krug električnog proizvoda (uređaja), čija je funkcionalna svrha aktiviranje električne opreme i (ili) pojedinačnih električnih proizvoda ili uređaja ili promjena vrijednosti njihovih parametara.

Električni signalni krug — pomoćni krug električnog proizvoda (uređaja), čija je funkcionalna svrha aktiviranje signalnih uređaja.

Električni mjerni krug - pomoćni krug električnog proizvoda (uređaja), čija je funkcionalna svrha mjerenje i (ili) registracija vrijednosti parametara i (ili) primanje informacija o mjerenjima električnog proizvoda (uređaja) ili električne oprema.

Prema topološkim karakteristikama električni krugovi se dijele na:

• za jednostavne (jednokružne), dvočvorne i složene (višelančane, višečvorne, ravne (ravne) i volumetrijske);

• dvopolni, s dva vanjska izlaza (dvopolni i višepolni, koji sadrže više od dva vanjska izlaza (četveropolni, višepolni).

Izvori i primatelji (potrošači) energije sa stajališta teorije strujnih krugova su bipolarni, jer su za njihov rad potrebna i dovoljna dva pola preko kojih prenose ili primaju energiju. Jedna ili druga mreža s dva terminala naziva se aktivnom ako sadrži izvor, ili pasivnom - ako ne sadrži izvor (lijevi i desni dio kruga, respektivno).

Uređaji koji prenose snagu od izvora do prijamnika su četveropolni jer moraju imati najmanje četiri stezaljke za prijenos snage od generatora do trošila. Najjednostavniji uređaj za prijenos energije su žice.

Aktivne i pasivne dvopolne mreže u električnom krugu

Generalizirani ekvivalentni dijagram

Elementi električnog kruga koji imaju električni otpor i nazivaju se otpornici karakteriziraju takozvanu strujno-naponsku karakteristiku - ovisnost napona na stezaljkama elementa o struji u njemu ili ovisnost o struji u elementu na napon na njegovim stezaljkama.

Ako je otpor elementa konstantan pri bilo kojoj vrijednosti struje u njemu i bilo kojoj vrijednosti napona koji se na njega dovodi, tada je strujno-naponska karakteristika ravna linija i takav element se naziva linearni element.

Općenito, otpor ovisi o struji i naponu... Jedan od razloga za to je promjena otpora žice kada struja prolazi kroz nju zbog njezina zagrijavanja. Kako temperatura raste, otpor vodiča raste. Ali budući da je u mnogim slučajevima ova ovisnost beznačajna, element se smatra linearnim.

Električni krug čiji električni otpor sekcija ne ovisi o vrijednostima i trenutni smjerovi i napona u strujnom krugu naziva se linearni električni krug... Takav se strujni krug sastoji samo od linearnih elemenata i njegovo stanje se opisuje linearnim algebarskim jednadžbama.

Ako otpor elementa strujnog kruga značajno ovisi o struji ili naponu, tada je strujno-naponska karakteristika nelinearna, pa se takav element naziva nelinearni element.

Električni krug čiji električni otpor barem jednog dijela ovisi o vrijednostima ili smjerovima struja i napona u tom dijelu kruga naziva se nelinearni električni krug… Takav sklop sadrži najmanje jedan nelinearni element.

U opisivanju svojstava električnih krugova uspostavlja se odnos između vrijednosti elektromotorne sile (EMS), napona i struja u krugu s vrijednostima otpora, induktiviteta, kapaciteta i načina konstrukcije kruga.

Pri analizi električnih krugova koriste se sljedeći topološki parametri krugova:

• ogranak - dio električnog kruga kojim teče ista električna struja;
• čvor – spoj grana električnog kruga. Obično se mjesto gdje su spojene dvije grane ne zove čvor, već veza (ili preklopni čvor), a čvor povezuje najmanje tri grane;
• krug — niz grana električnog kruga koji tvore zatvorenu stazu, u kojoj je jedan od čvorova i početak i kraj staze, a ostali se susreću samo jednom.

Stara obrazovna traka. Jedan od 7 dijelova stare obrazovne vrpce "Elektrotehnika s osnovama elektronike", izdane 1973.iz tvornice školskog pribora:

Električni i magnetski krugovi s istosmjernom električnom strujom