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
СибАДИ
Заказ выполнен досрочно и без замечаний, все расписано, думаю препод будет доволен
star star star star star
СибАДИ
Заказ выполнен просто супер, без замечаний, все оформлено самым лучшим образом, все распис...
star star star star star
СибАДИ
Заказ выполнен просто шикарно, все решено подробно и качественно, оформление и рисунки на ...
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