Составить простейшую электрическую цепь: Простейшая электрическая цепь постоянного тока

Простейшая электрическая цепь постоянного тока

Простейшая электрическая цепь постоянного тока Категория: Сварка металлов Простейшая электрическая цепь постоянного тока Для возникновения электрического тока необходимо создать электрическую цепь. Простейшая электрическая цепь постоянного тока состоит из следующих основных элементов: источника электрической энергии, приемника (потребителя) электрической энергии, соединительных проводов. Вспомогательными элементами электрической цепи являются выключатель и электроизмерительные приборы. В качестве источника электрической энергии использована аккумуляторная батарея, развивающая электродвижущую силу Е и имеющая собственное внутреннее сопротивление г. Потребителем, имеющим сопротивление R, может служить электродвигатель, лампочка, нагревательное устройство и др. Для измерения силы тока и напряжения в цепи имеются амперметр и вольтметр. Источник электроэнергии, преобразуя другие виды энергии в электрическую, поддерживает электрический ток в цепи. В различных приемниках (потребителях) электроэнергия преобразуется в другие виды энергии — механическую, тепловую, лучистую и др. Соединительные провода служат для передачи электроэнергии от источника к потребителю. Рис. 1. Участок электрической цепи В замкнутой электрической цепи сила тока пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи. Под полным сопротивлением цепи понимается сумма сопротивлений внешнего R и внутреннего г участков цепи. Сопротивление соединительных проводов, как правило, величина небольшая, и ее можно не учитывать. Закон Ома является одним из основных в электротехнике. Пользуясь им и выводами, которые из него следует, можно производить простейшие расчеты электрических цепей. Закон Ома справедлив не только для полной замкнутое электрической цепи, но и для любого ее участка (рис. 2). Простейшим примером участка цепи является электроутюг, включенный в розетку. В этом случае закон Ома выражает зависимость между силой тока на участке, напряжением (разностью электрических потенциалов) на зажимах (концах) участка и его сопротивлением: Сила тока пропорциональна напряжению на концах участка цепи и обратно пропорциональна его сопротивлению. Из закона Ома для участка цепи следует: 1) U, напряжение на концах участка цепи численно равно произведению силы тока на сопротивление участка; 2) R, сопротивление, участка цепи численно равно падению напряжения на этом участие, деленному на силу тока в нем. Реклама: Читать далее: Энергия и мощность электрического тока Статьи по теме: Устройства для отсоса вредных газов Размещение сварочного оборудования Требования по технике безопасности, предъявляемые к сварочному оборудованию Установки для специальной газопламенной обработки Резаки для газовой разделительной резки Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Электрическая цепь, схема простой электрической цепи постоянного тока.

« ЭлектроХобби

На картинке нарисована простейшая электрическая цепь постоянного тока. Она состоит из таких элементов как источник питания в виде батарейки, выключатель питания, переменное сопротивление и лампочка (представляющая собой электрическую нагрузку). Неотъемлемыми частями любой электрической схемы являются сам источник питания (постоянного тока или же переменного, без которого любая электросхема всего лишь груда металла), непосредственно нагрузка (ради которой всё и замышлялось, это электродвигатели, лампочки, нагревательные элементы и т.д.), ну и коммутирующие устройства в виде различных выключателей и переключателей (надо же схемой управлять, хотя бы на уровне включить и выключить).

В нашем случае электрическая схема цепи именно постоянного тока. В чём её специфика и отличия от электроцепи переменного тока? Из самого названия должно быть ясно, что в постоянном токе есть какое-то постоянство! Оно заключается в том, что носители электрического тока (электроны, электрические отрицательно заряженные частицы) движуться строго в одном направлении от минуса к плюсу. Да, стоит ещё внести уточнение. В реальности электричество движется от минуса к плюсу (в твёрдых телах, движение электронов), и от плюса к минусу (в жидких и газообразных веществах, движение ионов).

Электрическая цепь постоянного тока питается от источника с постоянным током, у которого есть положительный вывод (он же плюс) и отрицательный вывод (он же минус). Внутри источника постоянного тока не может, при нормальных условиях, меняться полюса, исключено самим принципом его работы и устройством. В электротехнике и особенно в электронике существует множество функциональных элементов работающие именно на постоянном токе. При подаче на них переменного тока (если не предусмотрено самой схемой) элементы либо просто не работают, либо просто выходят из строя. Это происходит потому, что переменный ток периодически меняет свою полярность с плюса на минус и обратно (в обычной городской сети это происходит 50 раз за секунду).

Как уже было подмечено вначале, самая простая электрическая цепь (будь то переменная или постоянная) состоит из источника питания, нагрузки и устройства коммутации (переключатели). В такой схеме электрической цепи энергия вырабатывается источником, и подаётся на нагрузку, выполняющую конкретную полезную работу. Естественно, без выключателей проблематично будет управлять работой электросхемы. Любая электрическая схема подразумевает функцию включения и выключения. Нарисованный на схеме (наш рисунок схемы простой электрической цепи постоянного тока) дополнительное переменное сопротивление показывает, что имеется некий элемент, способный изменять свое электрическое сопротивление, тем самым влияя на величину тока в электрической цепи.

На рисунке схемы электрической цепи постоянного тока можно заметить, что движение тока направлено от плюса к минусу (обозначено стрелками), а выше было сказано, что в реальности ток движется от минуса к плюсу (в твёрдых телах). Что это за несоответствие? Просто было наукой принято, что в схема должно обозначаться именно такое движение электрического тока. Но это особо не на что не влияет. Просто зная условные обозначения на электрических схемах и физический принцип действия электрического тока мы работаем со схемой, сочиняя её, либо используя при ремонте или сборке. В электронике на схемах можно заметить стрелки, находящиеся на самих функциональных элементах. Они показывают направление движения тока, как было принято в условном обозначении.

В более сложных электрических цепях в схемах добавляются дополнительные устройства и элементы, которые расширяют общий функционал. Каждая деталь, элемент при подаче на него напряжения или прохождении электрического тока имеет свою специфическую особенность. Хотя в целом, что можно сделать с электроэнергией источника питания? Изменить всего лишь исходные характеристики, а именно, увеличить или понизить напряжение, ток, частоту (если это переменный или импульсный ток). Включить или выключить схему электрической цепи.

P.S. Любую электрическую схему цепи можно представить как основные функциональные части, а именно, часть источника питания, часть управления и коммутации, часть непосредственной нагрузки (ради которой всё и организовывалось). Просто мысленно разбиваем схему на эти части и составляем основные функциональные блоки, модули, элементы. Далее уже всё начинает становиться на свои места. Даже достаточно сложная схема (с первого взгляда) после этого начинает становиться простой и понятной с точки зрения своей работы.

Как сделать электрическую цепь

Задумывались ли вы когда-нибудь о разнице между батареями и электричеством от настенных розеток или о том, как сделать электрическую цепь?

На этой странице вы узнаете об электронах и электрическом токе, батареях, цепях и многом другом!

Научные проекты по схемам

Построить схему

Как сделать схему? Цепь – это путь, по которому течет электричество. Он начинается от источника питания, такого как батарея, и течет по проводу к лампочке или другому объекту и обратно к другой стороне источника питания. Вы можете построить свою собственную схему и посмотреть, как она работает с этим проектом!

Что вам нужно:

• Маленькая лампочка (или лампа для фонарика)
• 2 батарейки (с напряжением, соответствующим вашей лампочке)
• 2 провода с зажимом типа «крокодил» или алюминиевая фольга*
• Скрепки
• Изолента (Скотч® также подходит)
• Держатель лампы (дополнительно)
• Держатели батарей (дополнительно**)

* Чтобы использовать фольгу вместо проводов, отрежьте 2 полоски длиной 6 дюймов и шириной 3 дюйма. Плотно загните каждый по длинному краю, чтобы получилась тонкая полоска.)
**Чтобы использовать скрепки вместо держателей батареек, прикрепите один конец скрепки к каждому концу батарейки с помощью тонких полосок скотча. Затем подключите провода к скрепкам.

Часть 1. Создание цепи:

1. Подсоедините один конец каждого провода к винтам на основании держателя лампочки. (Если вы используете фольгу, попросите взрослого помочь вам открутить каждый винт настолько, чтобы под него можно было поместить полоску фольги.)

2. Подсоедините свободный конец одного провода к отрицательному («-») концу одной батареи. . Что-нибудь происходит?

3. Подсоедините свободный конец другого провода к положительному («+») концу батареи. Что теперь происходит?

Часть 2. Добавление питания

1. Отключите аккумулятор от цепи. Поставьте одну батарею так, чтобы конец «+» был направлен вверх, затем установите рядом с ней другую батарею, чтобы плоский конец «-» был направлен вверх. Обмотайте середину батареек лентой, чтобы скрепить их.

2. Установите скрепку между батарейками так, чтобы она соединила конец «+» одной батареи с концом «-» другой. Закрепите скрепку на месте узким куском ленты (не заклеивайте металлические концы батареи).

3. Переверните батареи и прикрепите один конец скрепки к каждой из батарей. Теперь вы можете подключить по одному проводу к каждой скрепке. (В нижней части батарейного блока должна быть только одна скрепка для бумаг – не подсоединяйте к ней провод.)

4. Подсоедините свободные концы проводов к лампочке.

(Примечание: вместо шагов 1-3 вы можете использовать две батареи в держателях батарей и соединить их вместе одним проводом.)

Что получилось:

В первой части вы узнали, как сделать схему с батарейка, чтобы зажечь лампочку.

Батареи обеспечивают электричество. При правильном подключении они могут «запитывать» такие вещи, как фонарик, будильник, радио… даже робота!

Почему не загорелась лампочка, когда вы подключили ее к одному концу батареи проводом?

Электричество от батареи должно выходить с одного конца (отрицательный или «-») и обратно через положительный («+») конец, чтобы работать.

То, что вы построили из батареи, провода и лампочки на шаге 3, называется обрыв цепи .

Для того, чтобы электричество начало течь, нужен замкнутый контур . Электричество создается крошечными частицами с отрицательным зарядом, называемыми электронами .

Когда цепь замкнута или замкнута, электроны могут течь от одного конца батареи по всему периметру, через провода, к другому концу батареи. По пути он будет переносить электроны к подключенным к нему электрическим объектам, таким как лампочка, и заставлять их работать!

Во второй части вы добавили еще один аккумулятор. Это должно было заставить лампочку гореть ярче, потому что две батареи вместе могут дать больше электроэнергии, чем одна!

Скрепка на дне батарейного блока позволяла электричеству течь между батареями, усиливая поток электронов.

Вы видите, как работают замкнутые и разомкнутые цепи, чтобы позволить или остановить ток?

Изолятор или проводник?

Материалы, через которые может проходить электричество, называются проводниками вызова. Материалы, препятствующие протеканию электричества, называются изоляторами.

Вы можете узнать, какие предметы в вашем доме являются проводниками, а какие изоляторами, используя схему, которую вы сделали в последнем проекте, чтобы проверить их!

Что вам нужно:

• Цепь с лампочкой и 2 батареями
• Дополнительный провод с зажимом типа «крокодил» (или провод из алюминиевой фольги*)
• Объекты для тестирования (из металла, стекла, бумаги, дерева и пластика)
• Рабочий лист (дополнительно)

Что необходимо сделать:

1. Отсоедините один из проводов от аккумуляторной батареи. Подключите один конец нового провода к аккумулятору. У вас должно получиться два провода со свободными концами (между лампочкой и батарейным блоком).

2. Вы сделали обрыв цепи и лампочка не должна гореть. Затем вы проверите объекты, чтобы увидеть, являются ли они проводниками или изоляторами. Если объект является проводником, лампочка загорится. Это изолятор, он не загорится. Для каждого объекта угадайте, будет ли каждый объект замыкать цепь и зажигать лампочку или нет.

3. Подсоедините концы свободных проводов к объекту и посмотрите, что произойдет. Некоторые объекты, которые вы можете протестировать, — это скрепка для бумаги, ножницы (попробуйте лезвия и ручки отдельно), стакан, пластиковая посуда, деревянный брусок, ваша любимая игрушка или что-то еще, что вы можете придумать.

Что произошло:

Перед тем, как протестировать каждый объект, угадайте, загорится ли от него лампочка или нет. Если это так, объект, к которому вы прикасаетесь проводами, является проводником.

Лампочка загорается, потому что проводник замыкает или замыкает цепь, и электричество может течь от батареи к лампочке и обратно к батарее! Если он не загорается, объект является изолятором и останавливает поток электричества, как это делает разомкнутая цепь.

Когда вы настроили цепь на шаге 1, она была разомкнута. Электроны не могли течь по кругу, потому что два провода не соприкасались. Электроны были прерваны.

Когда вы помещаете металлический предмет между двумя проводами, металл замыкает или замыкает цепь — электроны могут течь через металлический предмет, переходя от одного провода к другому! Объекты, которые замыкали цепь, заставляли лампочку загораться. Эти объекты являются проводниками. Они проводят электричество.

Большинство других материалов, таких как пластик, дерево и стекло, являются изоляторами. Изолятор в разомкнутой цепи не замыкает цепь, потому что через него не могут протекать электроны! Лампочка не загорелась, когда между проводами вставил изолятор.

Если вы используете провода или зажимы типа «крокодил», обратите на них пристальное внимание. Внутри они металлические, а снаружи пластиковые. Металл — хороший проводник. Пластик — хороший изолятор. Пластик, обернутый вокруг провода, помогает поддерживать движение электронов по металлическому проводу, блокируя их передачу на другой объект за пределами проводов.

---

Урок схемотехники

Что такое электричество?

Все вокруг вас состоит из крошечных частиц, называемых атомами.

Внутри атомов есть еще более мелкие частицы, называемые электронами . Электроны всегда имеют отрицательный заряд.

Когда электроны движутся, они производят электричество!

Электричество — это движение или поток электронов от одного атома к другому. Не волнуйтесь, если это кажется сложным. Это!

Электроны называются субатомными частицами , что означает, что то, что они делают, происходит внутри атомов, так что это довольно сложная наука.

Вы помните, что узнали о магнитах? Они имеют положительные и отрицательные заряды, а противоположные заряды (+” и “-“) притягиваются друг к другу. Ну, то же самое и с электрическими зарядами. Отрицательно заряженные электроны пытаются совпасть с положительными зарядами других объектов.

Как электроны переходят от одного атома к другому?

Они плавают вокруг своих атомов, пока не получат достаточно электроэнергии, чтобы их можно было толкнуть.

Энергия, которая заставляет их двигаться, исходит от источника питания, такого как батарея или электрическая розетка.

Это работает примерно так же, как вода течет по шлангу, когда вы включаете кран.

Когда вы включаете выключатель или подключаете электроприбор, электроны текут по проводам и высвобождаются в виде электричества, которое мы иногда называем «мощностью».

Вы, наверное, знаете, что в некоторых электронных устройствах используются батарейки, а некоторые можно подключать к настенной розетке.

Какая разница? Электричество, которое поступает из розеток в вашем доме, очень мощное — в нем много электронов, которые текут с большой энергией.

Называется переменным током , или переменным током. Электроны в переменном токе перемещаются туда и обратно очень быстро (так быстро, как может двигаться свет) по проводам на сотни миль от крупных электростанций до розеток, встроенных в стены домов и зданий.

Поскольку переменный ток очень мощный, он также может быть очень опасным. Никогда не прикасайтесь к линии электропередач и не втыкайте пальцы или какие-либо предметы, кроме электрических вилок, в розетки. Вы можете получить сильный удар током, который может повредить вам от сильных токов, протекающих по проводам и розеткам.

Батареи обеспечивают гораздо менее мощную форму электричества, называемую постоянным током или DC. В постоянном токе электроны движутся только в одном направлении — от отрицательного (-) конца или клеммы к положительной (+) клемме, через батарею и снова обратно через «-» конец.

Ток, протекающий по проводам, подключенным к батареям, намного безопаснее, чем переменный ток.

Он также очень полезен для питания небольших устройств, таких как сотовые телефоны, радиоприемники, часы, игрушки и многое другое.

Все о цепях

Цепь — это путь, по которому течет электричество. Если путь разорван, это называется разомкнутой цепью, и электроны не могут течь по кругу. Если цепь замкнута, это замкнутая цепь, и электроны могут течь от одного конца источника питания (например, батареи) через провод к другому концу источника питания. В цепи батареи положительный и отрицательный концы батареи необходимо соединить через цепь, чтобы разделить электроны с лампочкой или другим объектом, подключенным к цепи.

Переключатель — это то, что позволяет открывать и закрывать цепь. Если вы включаете выключатель в своем доме, вы замыкаете или замыкаете цепь. Внутри стены выключатель замыкает цепь, и электричество течет к свету. Когда вы выключаете свет, цепь размыкается (теперь это разомкнутая цепь ), электроны перестают течь, и свет гаснет.

Отрицательно заряженные электроны, о которых мы говорили выше, не могут «прыгать», чтобы совпасть с положительными зарядами — они могут только перемещаться от одного атома к другому. Вот почему цепи должны быть завершены, чтобы работать.

Жизнь без электричества

В вашем доме когда-нибудь отключалось электричество?

Иногда сильный ветер и буря могут обрушить линии электропередач (высокие столбы, удерживающие толстые провода, по которым течет электричество), нарушив поток электричества.

Когда это происходит, электроны перестают течь и не могут добраться туда, куда направлялись. Когда в ваш дом не поступает электричество, ни свет, ни розетки не будут работать!

Если снаружи темно, то и внутри будет темно.

Компьютеры, телефоны, микроволновые печи, радиоприемники и другие устройства, которые должны быть подключены к сети, перестанут работать.

Если вы теряли силу раньше, можете ли вы описать, на что это было похоже?

Вас что-то прерывало?

Вам приходилось использовать свечи, чтобы видеть?

Если вы никогда раньше не сталкивались с отключением электроэнергии, попробуйте подумать обо всех повседневных делах, которые требуют электричества.

Как бы изменился ваш день, если бы у вас не было электричества? Есть ли вещи, которые вы могли бы использовать вместо батареек?

• Посмотрите этот урок естествознания, чтобы узнать больше об энергии и различных видах электричества.

Science Words

Электроны – мельчайшие частицы внутри атомов, всегда имеющие отрицательный заряд. Именно они вызывают электричество.

Ток – поток электронов для производства электричества.

Разомкнутая цепь – сломанный путь, по которому электроны не могут течь.

Замкнутая цепь – непрерывный путь, по которому электроны могут течь от источника питания обратно к другому концу источника питания.

Как сделать простую схему

• Научный центр
  • Принципы электричества

  • Как построить блок питания

  • Сделать простую схему

  • Викторина Game Science Fair Project

  • Игра для измерения шансов

  • Игра с устойчивой рукой

  • Как сделать фонарик

  • Как сделать магнитный компас

  • Эксперимент Эрстеда

  • Как сделать электромагнит

  • Как сделать простой телеграф

  • Как сделать гальванометр

  • Как сделать тест на электропроводность

В этом проекте вы соберете простую схему с выключателем, который позволит вам управлять потоком электричества. Затем отдельные части можно использовать для других экспериментов.

Необходимые материалы:

• Energizer _® Блок питания
• Пружинная деревянная или пластиковая прищепка
• Звонок из изолированной меди № 22 проволока
• Небольшой деревянный брусок
• Гвоздь, кнопки и скрепка
• 3-вольтовая лампа для фонарика

Как собрать схему:

1. 1. Намотайте один провод от блока питания Energizer _® на кнопку. Зацепите канцелярскую скрепку вокруг кнопки и прижмите ее к деревянному бруску. Отрежьте новый провод, зачистите оба конца и оберните каждый конец еще двумя кнопками.
   Прижмите одну кнопку к дереву, чтобы при вращении скрепки она соприкасалась и замыкала переключатель. Нажмите другую кнопку в том месте, где будет держаться лампочка. Оберните другой провод от блока питания Energizer вокруг лампочки.