Semasa mengatur pangsapuri atau rumah baru, memperbaharui atau memperbaiki perumahan, seseorang harus berurusan dengan elemen yang dimaksudkan untuk aliran arus elektrik. Penting untuk mengetahui apa itu litar elektrik, apa yang terdiri daripadanya, mengapa litar itu diperlukan, dan pengiraan apa yang perlu dilakukan.
Apakah litar elektrik?
Litar elektrik adalah kompleks dari pelbagai elemen yang saling berkaitan. Ia direka untuk aliran arus elektrik, di mana berlaku peralihan. Pergerakan elektron disediakan dengan adanya perbezaan potensi dan dapat dijelaskan dengan menggunakan istilah seperti voltan dan arus.
Litar dalaman disediakan dengan menyambungkan voltan sebagai sumber kuasa. Elemen yang tinggal membentuk rangkaian luaran. Untuk pergerakan cas di sumber kuasa medan, daya luaran diperlukan. Ia boleh menjadi penggulungan generator, transformer atau sumber galvanik.
Agar sistem sedemikian berfungsi dengan betul, litarnya mesti ditutup, jika tidak, arus tidak akan mengalir. Ini adalah prasyarat untuk operasi semua peranti yang diselaraskan. Tidak setiap litar boleh menjadi litar elektrik. Sebagai contoh, garisan pembumian atau perlindungan tidak seperti itu, kerana dalam mod normal tidak ada arus yang melaluinya. Mereka boleh dipanggil elektrik mengikut prinsip tindakan. Dalam keadaan kecemasan, arus mengalir melaluinya, dan litar ditutup, meninggalkan tanah.
Bergantung pada sumber kuasa, voltan dalam litar mungkin tetap atau berubah-ubah. Bateri elemen memberikan voltan tetap, dan belitan generator atau transformer memberikan voltan bergantian.
Komponen utama
Semua komponen dalam litar terlibat dalam satu proses elektromagnetik. Mereka dibahagikan secara bersyarat kepada tiga kumpulan.
- Sumber tenaga elektrik dan isyarat utama dapat menukar tenaga bukan elektromagnetik menjadi tenaga elektrik. Contohnya, sel galvanik, bateri, penjana elektromekanikal.
- Jenis sekunder, baik pada input dan output, mempunyai tenaga elektrik. Hanya parameternya yang berubah - voltan dan arus, bentuk, magnitud dan kekerapannya. Contohnya termasuk penerus, penyongsang, transformer.
- Pengguna tenaga aktif menukar arus elektrik menjadi pencahayaan atau panas. Ini adalah peranti elektrotermal, lampu, perintang, motor elektrik.
- Komponen tambahan merangkumi alat pensuisan, alat pengukur, elemen penghubung dan wayar.
Asas rangkaian elektrik adalah litar. Ini adalah gambar grafik yang mengandungi gambar bersyarat dan sebutan elemen dan kaitannya. Ia dijalankan mengikut GOST 2.721-74 - 2.758-81
Gambarajah litar termudah merangkumi sel galvanik. Dengan wayar, lampu pijar disambungkan kepadanya melalui suis. Untuk mengukur arus dan voltan, voltmeter dan ammeter disertakan di dalamnya.
Pengelasan litar
Litar elektrik dikelaskan mengikut jenis kerumitan: sederhana (tidak bercabang) dan kompleks (bercabang). Terdapat pembahagian ke dalam rangkaian DC dan AC, serta sinusoidal dan bukan sinusoidal. Berdasarkan sifat unsur-unsur, mereka adalah linear dan tidak linear. Garis AC boleh menjadi fasa tunggal dan tiga fasa.
Bercabang dan tidak bercabang
Dalam semua elemen litar tanpa cabang, arus yang sama mengalir.Garis bercabang paling sederhana merangkumi tiga cabang dan dua nod. Setiap cawangan mempunyai arus tersendiri. Cabang didefinisikan sebagai bahagian rantai yang dibentuk oleh unsur-unsur bersambung siri yang tertutup di antara dua nod. Node adalah titik di mana ketiga-tiga cabang itu bersatu.
Sekiranya terdapat titik pada rajah di persimpangan dua garisan, terdapat sambungan elektrik dua garis pada ketika ini. Sekiranya nod tidak ditandakan, rantai tidak bercabang.
Linear dan tidak linear
Litar elektrik di mana pengguna bebas dari nilai voltan dan arah arus, dan semua komponen linier, disebut linier. Unsur litar seperti itu merangkumi sumber arus dan voltan yang bergantung dan bebas. Secara linier, rintangan unsur tidak bergantung pada arus, contohnya, relau elektrik.
Dalam tak linear, elemen pasif bergantung pada nilai arah arus dan voltan, mempunyai sekurang-kurangnya satu elemen bukan linear. Sebagai contoh, rintangan lampu pijar bergantung pada lonjakan voltan dan amperage.
Penunjukan unsur dalam rajah
Sebelum meneruskan pemasangan peralatan, perlu mempelajari dokumen yang disertakan dengan peraturan. Skema ini membolehkan anda menyampaikan kepada pengguna ciri-ciri lengkap produk menggunakan sebutan abjad dan grafik yang dimasukkan ke dalam satu daftar dokumentasi reka bentuk.
Dokumen tambahan dilampirkan pada gambar. Senarai mereka dapat ditunjukkan dalam urutan abjad dengan penyortiran digital pada gambar itu sendiri, atau sebagai helaian yang terpisah. Kelaskan sepuluh jenis litar, dalam kejuruteraan elektrik biasanya menggunakan tiga litar utama.
- Fungsional mempunyai perincian minimum. Fungsi utama nod dilambangkan dengan segi empat tepat dengan sebutan huruf.
- Gambarajah litar secara terperinci memaparkan reka bentuk elemen yang digunakan, serta hubungan dan hubungannya. Parameter yang diperlukan dapat dipaparkan secara langsung pada rajah atau dalam dokumen yang berasingan. Sekiranya hanya bahagian pemasangan ditunjukkan, ini adalah rajah satu baris, apabila semua elemen ditunjukkan - lengkap.
- Dalam rajah pendawaian gunakan sebutan kedudukan elemen, lokasi, kaedah pemasangan dan susunannya.
Untuk membaca gambarajah pendawaian, anda perlu mengetahui simbol grafik. Wayar yang menghubungkan elemen dilambangkan dengan garis. Garis padat adalah istilah generik untuk pendawaian. Di atasnya mungkin ditunjukkan data mengenai kaedah peletakan, bahan, voltan, arus. Untuk litar satu baris, sekumpulan konduktor diwakili oleh garis putus-putus. Pada awal dan akhir menunjukkan penandaan wayar dan tempat penyambungannya.
Takik menegak pada garis pendawaian menunjukkan bilangan konduktor. Sekiranya terdapat lebih daripada tiga, lakukan sebutan digital. Garis putus-putus menunjukkan rangkaian kawalan, rangkaian keamanan, evakuasi, lampu kecemasan.
Suis dalam rajah kelihatan seperti bulatan dengan condong ke kanan. Jenis dan bilangan tanda hubung menentukan parameter peranti.
Sebagai tambahan kepada gambar utama, terdapat litar yang setara.
Litar elektrik tiga fasa
Di antara litar elektrik, sistem fasa tunggal dan multiphasa adalah perkara biasa. Setiap bahagian litar multiphasa dicirikan oleh nilai arus yang sama dan disebut fasa. Kejuruteraan elektrik membezakan antara dua konsep istilah ini. Yang pertama adalah komponen langsung dari sistem tiga fasa. Yang kedua adalah nilai yang berbeza secara sinusoidal.
Litar tiga fasa adalah salah satu sistem AC multiphasa, di mana EMF sinusoidal (daya elektromotif) bertindak dengan frekuensi yang sama, yang saling bergeser dalam waktu yang saling berkaitan dengan sudut fasa tertentu. Ia dibentuk oleh belitan penjana tiga fasa, tiga penerima kuasa dan wayar penyambung.
Litar sedemikian berfungsi untuk memastikan penjanaan tenaga elektrik, untuk penghantaran, pengedaran, dan mempunyai kelebihan berikut:
- keuntungan penjanaan dan pengangkutan elektrik berbanding dengan sistem satu fasa;
- penjanaan medan magnet sederhana, yang diperlukan untuk operasi motor elektrik tiga fasa tak segerak;
- set penjana yang sama memberikan dua voltan operasi - linear dan fasa.
Sistem tiga fasa menguntungkan ketika menghantar elektrik pada jarak jauh. Di samping itu, penggunaan bahan jauh lebih rendah daripada fasa tunggal. Pengguna utama adalah transformer, motor induksi, penukar, relau induksi, pemanasan berkuasa dan loji kuasa. Di antara peranti kuasa rendah fasa tunggal, seseorang dapat memperhatikan alat kuasa, lampu pijar, peralatan rumah tangga, bekalan kuasa.
Litar tiga fasa dicirikan oleh keseimbangan sistem yang ketara. Kaedah menghubungkan fasa telah menerima struktur "bintang" dan "segitiga". Biasanya, fasa menghasilkan mesin elektrik dihubungkan oleh "bintang", dan fasa pengguna oleh "bintang" dan "segitiga".
Undang-undang yang berkuat kuasa dalam litar elektrik
Dalam gambar rajah, arah arus ditunjukkan oleh anak panah. Untuk mengira, anda perlu mengambil petunjuk untuk voltan, arus, EMF. Semasa mengira dalam kejuruteraan elektrik, undang-undang asas berikut digunakan:
- Hukum Ohm untuk bahagian lurus litar, yang menentukan hubungan antara daya elektromotif, voltan sumber dengan arus yang mengalir di konduktor dan rintangan konduktor itu sendiri.
- Untuk mencari semua arus dan voltan, gunakan peraturan Kirchhoff, yang beroperasi di antara arus dan voltan mana-mana bahagian litar elektrik.
- Undang-undang Joule - Lenz mengukur kesan terma arus elektrik.
Dalam litar DC, arah tindakan daya elektromotif menunjukkan dari potensi negatif ke arah positif. Untuk arahan ambil pergerakan cas positif. Dalam kes ini, anak panah diarahkan dari potensi yang lebih besar ke yang lebih kecil. Voltan selalu diarahkan ke arah yang sama dengan arus.
Dalam litar EMF sinusoidal, voltan dan arus ditunjukkan menggunakan separuh kitaran arus, sementara ia tidak mengubah arahnya. Untuk menekankan perbezaan kemungkinan, mereka ditunjukkan dengan tanda "+" dan "-".
Bagaimana litar elektrik dikira?
Jalan pengiraan dibahagikan kepada banyak kaedah yang digunakan dalam praktik:
- kaedah berdasarkan undang-undang Ohm dan peraturan Kirchhoff;
- kaedah untuk menentukan arus gelung;
- penerimaan transformasi yang setara;
- metodologi untuk mengukur rintangan konduktor pelindung;
- pengiraan potensi nod;
- kaedah penjana yang sama, dan lain-lain.
Asas untuk mengira litar elektrik sederhana menurut undang-undang Ohm adalah penentuan kekuatan arus di bahagian berasingan dengan rintangan konduktor yang diketahui dan voltan tertentu.
Dengan keadaan masalah, ketahanan perintang R1, R2, R3, R4, R5, R6 yang disambungkan ke litar diketahui (tanpa mengambil kira rintangan ammeter). Perlu mengira kekuatan arus J1, J2 ... J6.
Terdapat tiga bahagian berturut-turut dalam rajah. Lebih-lebih lagi, yang kedua dan ketiga mempunyai cawangan. Rintangan bahagian-bahagian ini dilambangkan sebagai R1, R ’, R”. Maka jumlah rintangan sama dengan jumlah rintangan:
R = R1 + R ’+ R”di mana
R ’ - jumlah rintangan perintang bersambung selari R2, R3, R4.
R ” - jumlah rintangan perintang R5 dan R6.
Dengan menggunakan hukum sambungan selari, kami mengira rintangan R ’dan R”.
1 / R ’= 1 / R2 + 1 / R3 + 1 / R4
1 / R ”= 1 / R5 + 1 / R6
Untuk menentukan kekuatan arus dalam litar tidak bercabang, dengan mengetahui jumlah rintangan pada voltan tertentu, anda boleh menggunakan formula berikut:
I = U / R, kemudian I = I1
Untuk mengira kekuatan semasa di cawangan individu, anda perlu menentukan voltan pada bahagian litar berurutan mengikut undang-undang Ohm:
U1 = IR1; U2 = IR ’; U3 = IR ”;
Mengetahui voltan bahagian tertentu, adalah mungkin untuk mengira kekuatan semasa pada cawangan individu:
I2 = U2 / R2; I3 = U2 / R3; I4 = U2 / R4; I5 = U3 / R5; I6 = U3 / R6
Kadang-kadang perlu untuk mengetahui rintangan bahagian dengan parameter voltan, kekuatan arus, rintangan bahagian lain yang diketahui, atau membuat pengiraan voltan dari rintangan dan arus yang ada.
Bahagian utama kaedah bertujuan untuk mempermudah pengiraan. Ini dicapai dengan menyesuaikan sistem persamaan, atau skema itu sendiri. Pengiraan litar elektrik dilakukan dengan pelbagai cara, bergantung pada kelas kerumitannya.
