Elektrický obvod – sada zařízení (Prvky), určený pro řízený pohyb elektrických nábojů (elektrický proud) a související elektromagnetické procesy.
Elektrický obvod slouží ke generování, přenosu a přeměně elektrické (elektromagnetické) energie a signálů.
Hlavními prvky elektrického obvodu jsou zdroje, přijímače a přenosová vedení.
Zdroj elektrické energie a signálů – zařízení, které přeměňuje různé druhy neelektromagnetické energie na energii elektromagnetickou (galvanický článek, baterie, elektromechanický generátor).
Přijímač elektrické energie a elektrických signálů – zařízení, které přeměňuje elektrickou energii na jiné formy energie (elektrotermická zařízení, elektrické lampy, rezistory, elektromotory).
Přenosové vedení elektrické energie a elektrických signálů – vodiče (materiály, média s volnými náboji) a elektromagnetická pole, pomocí kterých se uskutečňuje přenos elektrické energie a signálů ze zdrojů do přijímačů.
Kromě toho mohou být prvky elektrického obvodu převodní, spínací a měřicí přístroje (přístroje).
Měnič elektrické energie – zařízení, které převádí parametry (napětí, proud, jejich tvar, velikost, frekvence) elektromagnetická energie (transformátory, usměrňovače, měniče, frekvenční měniče).
Spínací zařízení určené ke změně režimu provozu elektrického obvodu: vypínání a zapínání zdrojů, přijímačů, změna parametrů sekcí obvodu. Jedná se o stykače, spínače, spínače, odpojovače.
Měřicí přístroje – zařízení pro měření různých parametrů elektromagnetických procesů probíhajících v elektrickém obvodu (ampérmetry, voltmetry, wattmetry atd.).
Schéma elektrického obvodu – grafické znázornění elektrického obvodu obsahující podmíněné obrazy jeho prvků a znázorňující zapojení těchto prvků.
ESKD “Podmíněné grafické symboly v diagramech”. GOST 2.721-74 – 2.758-81.
Přijímače, zdroje:
– DC generátor elektromechanického typu;
Spínací zařízení:
– normálně otevřený kontakt;
– normálně zavřený kontakt;
indikační nástroje (A, V, W):
Zařízení s převodníkem:
–diodový můstek (celovlnný usměrňovač);
Schéma elektrického obvodu – schéma elektrického obvodu znázorňující zapojení skutečných prvků tohoto obvodu.
Příklad. Nejjednodušším elektrickým obvodem je galvanický článek připojený k žárovce přes spínač pomocí spojovacích vodičů. Pro měření napětí a proudu je součástí obvodu voltmetr a ampérmetr.
Funkční (konstrukční, blokové schéma) – schéma elektrického obvodu znázorňující zapojení jednotlivých bloků složitého elektrického obvodu, které plní určité funkce (zesílit, opravit, invertovat atd.)
bipolární – část elektrického obvodu, která je uvažována s ohledem na libovolné dvě svorky.
Čtyřpólový – část elektrického obvodu se dvěma vstupními a dvěma výstupními svorkami.
Aktivní obvod – část elektrického obvodu, ve kterém pracují zdroje elektrické energie.
pasivní obvod – část elektrického obvodu, ve kterém není zdroj elektrické energie.
Ekvivalentní obvod elektrického obvodu
Funkční ani schematické schéma elektrických obvodů neodráží kvantitativní stránku elektromagnetických procesů, které probíhají v prvcích obvodu a které určují způsob činnosti tohoto obvodu bez ohledu na konstrukci a fyzikální povahu těchto prvků.
Substituční schéma(vypočítaný matematický model, ekvivalent)elektrický obvod–schéma elektrického obvodu, znázorňující zapojení abstraktních, ideálních prvků, s dostatečnou aproximací, zobrazující elektromagnetické děje v elektrickém obvodu.
V teorii elektrických obvodů jsou skutečné prvky, které tvoří elektrický obvod, nahrazeny abstraktními ideálními prvky s určitými vlastnostmi.
Elektrický obvod je soubor zařízení a objektů, které tvoří cestu pro elektrický proud, elektromagnetické procesy, které lze popsat pomocí pojmů elektrický proud, EMF (elektromotorická síla) a elektrické napětí.
Všechna zařízení a předměty, které jsou součástí elektrického obvodu, lze rozdělit do tří skupin:
Zdroje elektrické energie (energie).
Společnou vlastností všech zdrojů energie je přeměna určitého druhu energie na energii elektrickou. Zdroje, ve kterých dochází k přeměně neelektrické energie na energii elektrickou, se nazývají primární zdroje. Sekundární zdroje jsou takové zdroje, které mají elektrickou energii na vstupu i výstupu (například usměrňovače).
Spotřebitelé elektrické energie.
Společnou vlastností všech spotřebitelů je transformace эelektřiny na jiné druhy energie (například topné zařízení). Někdy tomu spotřebitelé říkají zátěž.
Pomocné prvky obvodu: propojovací vodiče, spínací zařízení, ochranná zařízení, měřicí přístroje atd., bez kterých skutečný obvod nefunguje.
Elektrické schéma nejjednoduššího elektrického obvodu, který zajišťuje provoz osvětlovacího zařízení, je na Obr.
Zdroj EMF.
Zdroj EMF (ideální zdroj napětí) je dvousvorková síť, jejíž napětí na svorkách nezávisí na proudu protékajícím zdrojem a je rovno jeho EMF. Zdroj emf může být nastaven buď jako konstantní, nebo jako funkce času nebo jako funkce vnějšího řídicího vlivu. V nejjednodušším případě je emf definována jako konstanta, obvykle označená písmenem .
Vlastnosti Ideální zdroj napětí
Obrázek 2. Zdroj reálného napětí při zatížení
Obrázek 3. Zátěžové charakteristiky ideálních (modrá) a reálných (červená) zdrojů.
Napětí na svorkách ideálního zdroje napětí nezávisí na zátěži. Proud je určen pouze odporem vnějšího obvodu:
Ideální model zdroje napětí se používá k reprezentaci skutečných elektronických součástek ve formě ekvivalentních obvodů. Ve skutečnosti je ideální zdroj napětí (zdroj EMF) fyzikální abstrakcí, protože když odpor zátěže směřuje k nule, přiváděný proud a elektrický výkon se neomezeně zvyšují, což je v rozporu s fyzikální povahou zdroje.
Skutečný zdroj napětí
Ve skutečnosti má jakýkoli zdroj napětí vnitřní odpor. Je třeba poznamenat, že vnitřní odpor je výhradně konstrukční vlastností zdroje. Ekvivalentní obvod skutečného zdroje napětí je sériové zapojení ideálního zdroje EMF a vnitřního odporu.
Obrázek 3 ukazuje zátěžové charakteristiky ideálního zdroje napětí (modrá čára) a skutečného zdroje napětí (červená čára).
— pokles napětí na vnitřním odporu;
— pokles napětí na zátěži.
Při zkratu se veškerý výkon zdroje energie rozptýlí přes jeho vnitřní odpor. V tomto případě bude zkratový proud maximální. Když znáte napětí naprázdno a zkratový proud, můžete vypočítat vnitřní odpor zdroje napětí:
