Электрическая цепь и ее элементы
Режимы работы элементов и электрических цепей
Электрическая цепь — это совокупность устройств и объектов, образующих путь электрического тока. Отдельное устройство, входящее в состав электрической цепи и выполняющее в ней определенную функцию, называется элементом электрической цепи.
Простейшей электрическая цепь состоит из следующих элементов: 1 — источник электрической энергии; 2 — приемники электрической энергии; 3 — соединительные провода (рис. 1.10).
Источник электрической энергии дает электрическую энергию, потребитель эту энергию преобразует в другие виды энергии: свет, тепло, движение и т. д
Схема электрической цепи — это графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов, показывающее соединения этих элементов.
Типы схем: структурная; функциональная; принципиальная; монтажная и др.
На принципиальной схеме приводится полный состав элементов и указаны все связи между ними.
Функциональные электрические схемы — это наиболее общие схемы в отношении уровня абстракции и обычно показывают лишь функциональные связи между составляющими данного объекта и раскрывающими его сущность и дающие представление о функциях объекта, изображённого на данном чертеже.
Принципиальные электрические схемы — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже.
Монтажные схемы — это чертежи, показывающие реальное расположение компонентов как внутри, так и снаружи объекта, изображённого на схеме.
- Наиболее характерными для электрических цепей являются следующие режимы работы: номинальный, рабочий, холостого хода и короткого замыкания.
Номинальным называется режим, при котором данный элемент электрической цепи работает со значениями различных величин (тока, напряжения и др.), на которые он рассчитан заводом-изготовителем, а которые называются его номинальными (или техническими) данными. Номинальные данные указываются в справочной литературе, технической документации или на самом элементе.
Рабочим называется режим, при котором мощность, отдаваемая источником или потребляемая приемником, достигает максимального значения.
Под режимом холостого хода понимается такой режим, при котором приемник отключен от источника. При этом источник не отдает энергию во внешнюю цепь, а приемник не потребляет ее.
Режимом короткого замыкания называется режим, возникающий при соединении между собой выводов источника, приемника или соединительных проводов, а также иных элементов электрической цепи, между которыми имеется напряжение. При этом сопротивление в месте соединения оказывается практически равным нулю. Режим короткого замыкания в электрических установках нежелателен так как он приводит к большому току (больше номинального), т. е. к резкому увеличению выделения тепла и выходу из строя аппаратуры.
Параметры, характеризующие работу электрической цепи (рис. 1.11) при различных режимах, определяются следующими выражениями.
Ток в замкнутой цепи
Напряжение на клеммах источника
Падение напряжения на сопротивлении источника
Полезная мощность (мощность потребителя)
Исследуем изменение этих величин при изменении сопротивления 
от бесконечности (режим холостого хода) до нуля (режим короткого замыкания).
- В режиме холостого хода (ключ
разомкнут) 
- В режиме короткого замыкания
Максимальная полезная мощность выделяется при 
.
При максимальной отдаче мощности ток в цепи равен
а коэффициент полезного действия
так как 
К 
КПД цепи приближается в режиме, близкой к холостому ходу. Зависимости напряжения и полезной мощности от нагрузки (тока 
) показаны на рисунке 1.12.
Эта страница взята со страницы лекций по предмету теоретические основы электротехники (ТОЭ):
Предмет теоретические основы электротехники
Возможно эти страницы вам будут полезны:
