Elektrický obvod je soubor zařízení navržených tak, aby jimi procházel elektrický proud. Účelem elektrického obvodu je dopravit elektřinu ke spotřebiteli pro její následnou přeměnu na jiné druhy energie: mechanickou, tepelnou, světelnou nebo elektrochemickou. Z jakých prvků se skládají elektrické obvody a jak jsou vyznačeny na grafických schématech.
Komponenty
Jakýkoli elektrický obvod má následující základní prvky: zdroj proudu, proudové spotřebiče, spojovací vodiče. Současní spotřebitelé se mohou skládat z menších prvků druhé úrovně, z nichž každý má svůj název, funkci a parametry.
Pro usnadnění jsou elektrické obvody znázorněny ve formě grafických diagramů, které používají obecně přijímané symboly pro různé prvky. Označení prvků elektrického obvodu má mezinárodní povahu, je klasifikováno a systematizováno.
Typy řetězů
Existují obvody pro stejnosměrný a střídavý proud. Stejnosměrný proud nemění svůj směr. Příkladem stejnosměrné sítě jsou elektrické obvody automobilů. Střídavý proud mění svůj směr s určitou frekvencí. Graf závislosti střídavého proudu na čase v naší síti má sinusový tvar. Polarita se mění 50krát za sekundu, což odpovídá frekvenci 50 Hz. Vnitřní část obvodu se týká napájecích zdrojů. Pod vnějškem jsou dráty, vypínače, domácí a měřicí přístroje.
Prvky obvodu
Všechny elektrické obvody slouží k výrobě, přenosu a spotřebě elektrické energie. Obvodové prvky se dělí na pasivní a aktivní. Mezi pasivní patří ty, které spotřebovávají a přenášejí elektřinu: žárovky, topná tělesa, elektromotory atd. Aktivní jsou zdroje, které vyrábějí elektřinu: baterie, generátory, solární panely, teplotní čidla. Kromě toho se prvky dělí na bipolární (dvě vývody) a multipolární (tři a více vývodů).
Příkladem dvousvorkové sítě je rezistor. Příkladem sítě se třemi svorkami je tranzistor.
Příklady součástí elektrického obvodu:
- Zdroj. Obvykle se jedná o baterii, galvanický článek nebo generátor. Méně často se vyskytují solární panely nebo větrné generátory;
- Průzkumník. Nezbytný prvek pro přepravu elektřiny od zdroje ke spotřebiteli;
- Spotřebitel. Osvětlovací a topná zařízení, motory, domácí spotřebiče, počítače;
- Spínací (spínací) zařízení. V nejjednodušší verzi – spínač.
Elektrický proud teče pouze v uzavřeném okruhu. Pokud se obvod otevře, pohyb elektronů se zastaví.
Spotřebitelé elektřiny
Uveďme si hlavní spotřebitele:
- Rezistory – spotřebiče, které mohou mít konstantní i proměnný odpor;
- Kondenzátory – spotřebitelé s kapacitními vlastnostmi;
- Indukčnost — spotřebitelé vytvářející magnetické pole;
- Elektrický motor – spotřebič, který přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii.
Obrys, uzel, větev
Následující termíny se používají k popisu a analýze obvodů:
- Větev – sekce s jednou nebo více součástmi zapojenými do série;
- Uzel – spojení dvou nebo více větví;
- Obrys – soubor větví, které tvoří uzavřený okruh pro proud. Jeden z uzlů v okruhu musí být začátkem i koncem cesty. Zbývající uzly se nesmí vyskytovat více než jednou.
Velmi užitečným prvkem v elektrickém obvodu je pojistka. Zabraňuje spálení prvků obvodu v případě přehřátí. Pojistka obsahuje vodič s nízkou tavitelností, který při překročení přípustných parametrů vyhoří. Výměna pojistky je jednodušší než hledání spáleného prvku mezi stovkami podobných prvků.
co jsme se naučili?
Takže jsme se dozvěděli, co je elektrický obvod a jeho součásti. Všechny elektrické obvody se skládají ze zdrojů, vodičů, spotřebičů a spínacích zařízení.
