Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Учебные материалы
для студентов и школьников

Внутренняя и внешняя электрическая цепь

  1. Элементы электрических цепей
  2. Внешние и внутренние составляющие цепи
  3. Основополагающие законы для электрических цепей
Определение 1
Электрическая цепь – это комплекс устройств, соединенных проводами с целью передачи, распределения и сохранения электроэнергии.

Элементы электрических цепей классифицируют по различным признакам. К примеру, есть пассивные и активные элементы, линейные и нелинейные и так далее.

Элементы электрических цепей

В каждой электроцепи есть набор определенных устройств и приборов, которые формируют путь для течения электрического тока. Для характеристики их работы существует ряд основных параметров:

  • ЭДС (электродвижущая сила). Характеризует работу неэлектрических сил по созданию электроэнергии в источнике питания;
  • напряжение. Это физическая величина, показывающая работу электрополя по перемещению заряда из одного места в другое;
  • сила тока. Характеризует скорость упорядоченного движения зарядов.
Замечание 1
Условно все элементы цепей делят на три группы: источники питания, потребители электроэнергии и передающие устройства. К первым относят источники напряжения и электрического тока, которые вырабатывают электрическую энергию. Приемники преобразуют электрическую энергию в другие виды энергии, другими словами, это потребители. К передающим относят все провода и устройства, обеспечивающие протекание электрического тока определенного уровня.

Внешние и внутренние составляющие цепи

Самая простая электроцепь состоит из источника и приемника, последовательно соединенных проводниками.
Источник является внутренней составляющей цепи, а приемник в комплексе со всеми приборами измерения, коммутационными устройствами и проводами, их соединяющими, является внешней составляющей электроцепи.

Замечание 2
Внешняя составляющая цепи (или как ее называют еще – внешняя цепь) состоит из одного или нескольких потребителей энергии, дополнительных устройств (типа конденсаторов, катушек индуктивности, измерительных приборов и прочих) и проводов, что их соединяют. Внутренняя составляющая (или внутренняя цепь) – это собственно источник питания.

Для расчета электрических схем все элементы цепи, имеющие сопротивление (лампочки и другие потребители), замещают резисторами с определенным сопротивлением. Так же поступают с трансформаторами и обмотками генераторов, двигателей и прочего оборудования, которые замещают схематически соответствующими катушками индуктивности и конденсаторами емкости. Источники электроэнергии при этом замещают на идеализированные источники с сопротивлением, равным нулю, а для учета реального внутреннего сопротивления источника, на схеме изображают резистор с сопротивлением \(R_0\), которое приписывается соответствующему источнику.

banner

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Дополнительные элементы электроцепей, такие как переключатели, выключатели, приборы измерения, обладают очень низким сопротивлением и не влияют на величину тока и напряжения, поэтому их обычно не берут во внимание и не наносят на электросхемы.

При замыкании внешней и внутренней составляющих в замкнутый контур, по нему начинает течь электрический ток, величина которого определяется количеством заряда, протекающего в единицу времени через поперечное сечение проводника. Для постоянного тока его значение определяют по такой формуле:

\(I= {q \over t}.\)

Для переменного тока его величина определяется так:

\(i={dq \over dt}.\)

Протекание электрического тока в цепи связано с непрерывными преобразовательными процессами в ее элементах. Например, при преобразовании других видов энергии в электрическую в источнике питания возникает ЭДС, благодаря которой при замыкании цепи, в которую включен источник, по ней течет ток.

Так же, как и источник питания, внешняя цепь обладает определенным сопротивлением протеканию электротока. Физическая природа сопротивления заключается в тепловом движении молекул и атомов. То есть, размер сопротивления будет определяться материалом, размерами и формой проводника:

\(R=ρ { l \over S},\)

где \(ρ\) – удельное сопротивление проводника;

       \(l \) – длина проводника;

       \(S\) – поперечное сечение проводника.

Величину, обратную сопротивлению, называют проводимостью:

\(P = {1 \over R}.\)

Основные параметры простой электрической цепи связаны выражением закона Ома:

\(I={U\over R},\)

где \(I\) – сила тока;

      \(U\) – напряжение;

      \(R\) – сопротивление.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

banner

Основополагающие законы для электрических цепей

Для расчета и анализа работы электроцепей применяют законы Ома, Кирхгофа, Джоуля-Ленца, Фарадея, Ампера.

Что касается закона Ома, существует два его варианта – для полной цепи и для ее участка. Сила тока участка цепи прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению:

\(I= {U \over R}.\)

Для полной цепи сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника питания и обратно пропорциональна суммарному сопротивлению цепи:

\(I= {ε\over R+r}.\)

Для определения количества тепловой энергии, выделяемого при протекании тока через сопротивление, применяют закон Джоуля-Ленца:

\(w=I^2 rt.\)

Закон электромагнитной индукции Фарадея позволяет установить взаимосвязь между:

  • индуцированием ЭДС в цепи и изменением магнитного потока, что пронизывает контур;
  • индуцированием ЭДС в проводнике при пересечении им магнитного поля.

Согласно закону Фарадея электродвижущая сила, индуцируемая изменением магнитного потока, что проходит через поверхность, прямо пропорциональна скорости изменения потока:

\(ε=- {dФ\over dt},\)

где \(Ф\) – магнитный поток;

      \(t\) – время.

Эквивалентное преобразование цепи – это процесс замещения участков цепи с параллельным или последовательным соединением элементов одним элементом с соответствующим сопротивлением, при котором сила тока и напряжения не меняются. Данный прием используют для упрощения расчетов электроцепей.

Основной особенностью последовательного подключения элементов является общий ток для всех элементов, но напряжение на каждом из них будет падать в соответствии с сопротивлением. При параллельном подключении равным для всех элементов будет напряжение, а ток будет распределяться в соответствии с сопротивлением.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

1 000 +
Новых заказов каждый день
computer

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

guarantees

Безопасная сделка

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

guarantees_shield

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе

315 972 оценки star star star star star
среднее 4.9 из 5
УГЛТУ
Спасибо Вам, Виктория) Замечательный автор. Приятно было поработать) Задание выполнено вел...
star star star star star
Новосибирский Государственный Педагогический Университет
Спасибо большое, Алена, все отлично! Работа была выполнена досрочно и корректно. Ответстве...
star star star star star
Рггму
Спасибо большое Елене, вы просто моя спасительница. Выполнила работу в лучшем виде, лучше ...
star star star star star
Вы студент и хотите заказать работу, прямо сейчас без наценки и посредников?
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами


Сайт работает по московскому времени:

Вход или
регистрация
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно