Új lakás vagy ház rendezése, ház felújítása vagy felújítása során az elektromos áram áramlására tervezett elemekkel kell foglalkozni. Fontos tudni, hogy mi az elektromos áramkör, miből áll, miért van szükség áramkörre és milyen számításokat kell végrehajtani.
Mik azok az elektromos áramkörök
Az elektromos áramkör a különböző elemek egymással összekapcsolt összetétele. Elektromos áram áramlására tervezték, ahol tranziensek fordulnak elő. Az elektronok mozgását egy potenciálkülönbség jelenléte biztosítja, és leírható olyan kifejezésekkel, mint a feszültség és az áram.
A belső áramkört a feszültség áramforrásként történő csatlakoztatásával biztosítják. A többi elem külső hálózatot alkot. A töltések mozgásához a mező áramforrásában külső erőre lesz szükség. Ez lehet generátor tekercselése, transzformátor vagy galvánforrás.
Egy ilyen rendszer megfelelő működéséhez áramkörét le kell zárni, különben az áram nem folyik. Ez előfeltétele az összes eszköz összehangolt működésének. Nem minden áramkör lehet elektromos áramkör. Például a földelő vagy a védővezetékek nem ilyenek, mert normálisan nem folyik rajtuk áram. A cselekvés elve alapján elektromosnak nevezhetők. Vészhelyzetben áram áramlik át rajtuk, és az áramkör bezárul, a földbe megy.
Az áramforrástól függően az áramkör feszültsége lehet állandó vagy változó. A cellák akkumulátora állandó feszültséget biztosít, és a generátorok vagy transzformátorok tekercselése - váltakozva.
Fő összetevők
Az áramkör összes alkatrésze részt vesz egy elektromágneses folyamatban. Hagyományosan három csoportra oszthatók.
- Az elsődleges elektromos energiaforrások és jelek a nem elektromágneses energiát elektromos energiává alakíthatják. Például galvánelem, akkumulátor, elektromechanikus generátor.
- A másodlagos típus mind a bemeneten, mind a kimeneten elektromos energiával rendelkezik. Csak a paraméterei változnak - feszültség és áram, alakja, nagysága és frekvenciája. Ilyen például az egyenirányító, inverter, transzformátor.
- Az aktív energiafogyasztók az elektromos áramot világítássá vagy hővé alakítják. Ezek elektrotermikus eszközök, lámpák, ellenállások, villanymotorok.
- Kiegészítő alkatrészek közé tartoznak a kapcsolóeszközök, mérőeszközök, csatlakozók és vezeték.
A legegyszerűbb vonali áramkör galvánelemet tartalmaz. Vezetékek segítségével egy kapcsolón keresztül izzólámpa csatlakozik hozzá. Az áram és a feszültség mérésére egy voltmérőt és egy ampermérőt tartalmaz.
Áramkör osztályozás
Az elektromos áramköröket a bonyolultság típusa szerint osztályozzák: egyszerű (elágazás nélküli) és összetett (elágazó). Van egy felosztás DC és AC áramkörökre, valamint szinuszos és nem szinuszos áramkörökre.Az elemek jellege alapján lineárisak és nem lineárisak. Az AC vonalak lehetnek egyfázisúak és háromfázisúak.
Elágazó és elágazó
Ugyanaz az áram áramlik a nem elágazó áramkör minden elemében. A legegyszerűbb elágazó vonal három elágazást és két csomópontot tartalmaz. Minden ágnak megvan a maga áramlata. Az elágazás a lánc egy szakasza, amelyet két csomópont közé zárt, sorba kapcsolt elemek alkotnak. A csomópont az a pont, ahol három ág összefog.
Ha egy pontot teszünk a diagramra két egyenes metszéspontjában, akkor a két vonal elektromos csatlakozással rendelkezik ezen a helyen. Ha a csomópont nincs jelölve, akkor a lánc nem elágazó.
Lineáris és nem lineáris
Az olyan elektromos áramkört, amelyben a fogyasztók nem függenek a feszültség értékétől és az áramok irányától, és minden alkatrész lineáris, lineárisnak nevezzük. Az ilyen áramkör elemei függő és független áram- és feszültségforrásokat tartalmaznak. Lineárisan egy elem ellenállása nem függ az áramtól, például egy elektromos kemence.
Nemlineáris esetben a passzív elemek az áramok és a feszültségek irányának értékeitől függenek, legalább egy nemlineáris elemük van. Például az izzólámpa ellenállását a feszültség és az áramerősség túlfeszültségei befolyásolják.
Az elemek megnevezése a diagramon
További dokumentumokat csatoltak a rajzhoz. Listájuk ábécé sorrendben, digitális rendezéssel feltüntethető magán a rajzon, vagy külön lapon. Tíz áramkörtípus van besorolva, az elektrotechnikában általában három fő áramkört használnak.
- A funkcionális minimális részletességgel rendelkezik. A csomópontok fő funkcióit betűjelekkel ellátott téglalap ábrázolja.
- A vázlatos ábra részletesen bemutatja a felhasznált elemek kialakítását, valamint azok csatlakozásait és érintkezőit. A szükséges paraméterek közvetlenül a diagramon vagy egy külön dokumentumban jeleníthetők meg. Ha csak a telepítés egy része van feltüntetve, akkor ez egy egysoros ábra, amikor az összes elem szerepel - teljes.
- A kapcsolási rajzon az elemek referencia megjelöléseit, helyét, telepítési módját és sorrendjét használják.
Az elektromos áramkörök olvasásához ismernie kell a hagyományos grafikus szimbólumokat. Az elemeket összekötő vezetékek vonalakkal vannak ábrázolva. A folytonos vonal a vezetékezés általános megnevezése. Fölötte fel lehet tüntetni a fektetési módszert, az anyagot, a feszültséget, az áramot. Egy vonaldiagram esetében a vezetők csoportja szaggatott vonallal látható. Az elején és a végén jelölje meg a vezeték jelölését és a csatlakozás helyét.
A drótvezeték függőleges rovátkái jelzik a vezetékek számát. Ha háromnál több van, akkor digitális kijelölést hajtanak végre. A szaggatott vonal a vezérlő áramköröket, a biztonsági hálózatot, a kiürítést és a vészvilágítást jelöli.
A diagram kapcsolója úgy néz ki, mint egy kör, jobbra döntött vonallal. A kötőjelek típusa és száma alapján meghatározzák az eszköz paramétereit.
A fő rajzokon kívül vannak egyenértékű áramkörök.
Háromfázisú elektromos áramkörök
Az elektromos áramkörök között mind az egyfázisú, mind a többfázisú rendszerek közösek. A többfázisú áramkör minden részét azonos áramérték jellemzi, és fázisnak nevezzük. Az elektrotechnika e fogalom két fogalmát különbözteti meg. Az első egy háromfázisú rendszer közvetlen eleme. A második egy olyan érték, amely szinuszosan változik.
A háromfázisú áramkör az egyik többfázisú váltóáramú rendszer, ahol ugyanazon frekvenciájú szinuszos EMF (elektromotoros erő) hat, amelyeket egy bizonyos fázisszög eltol az időben egymáshoz képest. Háromfázisú generátor, három teljesítmény-vevő és összekötő vezetékek tekercsei alkotják.
Az ilyen áramkörök biztosítják az elektromos energia előállítását, továbbítását, elosztását és a következő előnyökkel rendelkeznek:
- a villamos energia előállításának és szállításának költséghatékonysága az egyfázisú rendszerhez képest;
- a háromfázisú aszinkron elektromos motor működéséhez szükséges mágneses mező egyszerű előállítása;
- ugyanaz a generátorkészlet két üzemi feszültséget állít elő - egy vonalat és egy fázist.
A háromfázisú rendszer előnyös, ha az áramot nagy távolságokon továbbítja. Ezenkívül az anyagfogyasztás jóval alacsonyabb, mint az egyfázisúaké. A fő fogyasztók a transzformátorok, aszinkron villanymotorok, átalakítók, indukciós kemencék, nagy teljesítményű fűtő- és erőművek. Az egyfázisú kis fogyasztású eszközök közül megemlíthetjük az elektromos szerszámokat, az izzólámpákat, a háztartási készülékeket és a tápegységeket.
A háromfázisú áramkört a rendszer jelentős egyensúlya különbözteti meg. A fázisok összekapcsolásának módszerei a "csillag" és a "háromszög" szerkezetet kapták. Általában az elektromos gépek előállításának fázisait "csillag", a fogyasztók fázisait pedig "csillag" és "háromszög" köti össze.
Az elektromos áramkörökben hatályos törvények
- Ohm törvénye az áramkör egyenes szakaszára, amely meghatározza az elektromotoros erő, a forrás feszültsége és a vezetőben áramló áram közötti kapcsolatot, valamint maga a vezető ellenállása.
- Az összes áram és feszültség megtalálásához Kirchhoff-szabályokat alkalmaznak, amelyek az elektromos áramkör bármely részének áramai és feszültségei között működnek.
- A Joule - Lenz törvény számszerűsíti az elektromos áram hőhatását.
Az egyenáramú áramkörökben az elektromotoros erő hatásirányát negatívról pozitívra jelzik. Az irányt a pozitív töltések mozgása veszi. Ebben az esetben a nyíl nagyobb potenciálról alacsonyabbra irányul. A feszültség mindig ugyanabba az irányba irányul, mint az áram.
A szinuszos EMF áramkörökben a feszültséget és az áramot az áram félciklusának felhasználásával jelzik, miközben az irányát nem változtatja meg. A potenciálok különbségének hangsúlyozása érdekében "+" és "-" jelekkel jelölik őket.
Hogyan számítják ki az elektromos áramköröket
- Ohm törvényén és Kirchhoff szabályain alapuló módszer;
- módszer a hurokáramok meghatározására;
- ekvivalens transzformációk vétele;
- módszer a védővezetékek ellenállásának mérésére;
- a csomópotenciálok kiszámítása;
- azonos generátor módszer és mások.
Az egyszerű elektromos áramkör Ohm-törvény szerinti kiszámításának alapja az áramerősség meghatározása külön szakaszban, a vezetők ismert ellenállásával és adott feszültséggel.
A probléma állapota szerint az áramkörhöz kapcsolt R1, R2, R3, R4, R5, R6 ellenállások ellenállása ismert (az ampermérő ellenállásának figyelembevétele nélkül). Számolni kell a J1, J2… J6 áramok erősségével.
Három egymást követő szakasz van a diagramon. Sőt, a másodiknak és a harmadiknak vannak következményei. Ezeknek a szakaszoknak az ellenállásait R1, R ', R "jelöléssel jelöljük. Ekkor a teljes ellenállás megegyezik az ellenállások összegével:
R = R1 + R '+ R "hol
R ' - a párhuzamosan kapcsolt ellenállások teljes ellenállása R2, R3, R4.
R " - az ellenállások teljes ellenállása R5 és R6.
A párhuzamos kapcsolat törvényének felhasználásával kiszámoljuk az ellenállást R 'és R ".
1 / R '= 1 / R2 + 1 / R3 + 1 / R4
1 / R "= 1 / R5 + 1 / R6
Az elágazás nélküli áramkör jelenlegi erősségének meghatározásához az adott feszültség teljes ellenállásának ismeretében a következő képletet használhatja:
I = U / R, azután I = I1
Az egyes ágak aktuális erősségének kiszámításához meg kell határoznia a feszültséget a soros áramkörök szakaszain Ohm törvénye szerint:
U1 = IR1; U2 = IR '; U3 = IR ";
Az egyes szakaszok feszültségének ismeretében kiszámíthatja az egyes ágak aktuális erősségét:
I2 = U2 / R2; I3 = U2 / R3; I4 = U2 / R4; I5 = U3 / R5; I6 = U3 / R6
Néha szükség van a szakaszok ellenállásának megismerésére a feszültség, áramerősség, más szakaszok ellenállásának ismert paraméterei alapján, vagy feszültségszámítást kell végezni a rendelkezésre álló ellenállási adatok és az áramerősség felhasználásával.
A módszerek fő része a számítások egyszerűsítésére irányul. Ezt úgy lehet elérni, hogy adaptáljuk az egyenletrendszereket, vagy magát az áramkört. Az elektromos áramkörök kiszámítását különféle módokon hajtják végre, a komplexitás osztályától függően.
