Rangkaian listrik dan elemennya

Dalam suatu rangkaian listrik pasti terdapat sumber gerak partikel bermuatan listrik yang disebut arus listrik. Dengan kata lain, arus listrik harus memiliki patogennya sendiri. Pembangkit arus seperti itu, yang disebut sumber (generator), merupakan bagian integral dari rangkaian listrik.

Arus listrik dapat menyebabkan berbagai efek di alam—misalnya, menyebabkan bola lampu pijar menyala, menggerakkan alat pemanas, dan motor listrik. Semua perangkat dan perangkat ini disebut penerima arus listrik. Karena arus mengalir melaluinya, yaitu, mereka termasuk dalam rangkaian listrik, penerima juga merupakan elemen dari rangkaian tersebut.

Aliran arus mensyaratkan adanya hubungan antara sumber dan bak cuci, yang dilakukan melalui kabel listrik, yang merupakan komponen penting ketiga dari rangkaian listrik.

Sirkuit listrik — satu set perangkat yang dirancang untuk aliran arus listrik. Sirkuit dibentuk oleh sumber energi (generator), konsumen energi (beban), sistem transmisi energi (kabel).

Sirkuit listrik adalah seperangkat perangkat dan objek yang membentuk jalur untuk listrik, proses elektromagnetik yang dapat dijelaskan menggunakan konsep gaya gerak listrik, arus dan tegangan.

Instalasi listrik paling sederhana terdiri dari sumber (sel galvanik, baterai, generator, dll.), Konsumen atau penerima energi listrik (lampu pijar, pemanas listrik, motor listrik, dll.) dan kabel penghubung yang menghubungkan terminal sumber tegangan ke terminal konsumen. Ini. sirkuit listrik - satu set sumber energi listrik yang saling berhubungan, penerima dan kabel yang menghubungkannya (saluran transmisi).

Ara. 1. Diagram kelistrikan

Sirkuit listrik dibagi menjadi bagian internal dan eksternal. Sumber energi listrik itu sendiri termasuk dalam bagian internal rangkaian listrik. Bagian luar rangkaian meliputi kabel penghubung, konsumen, sakelar pisau, sakelar, meteran listrik, yaitu segala sesuatu yang terhubung ke terminal sumber energi listrik.

Arus listrik hanya dapat mengalir dalam rangkaian listrik tertutup. Memutus sirkuit di titik mana pun menyebabkan arus listrik berhenti.

Di bawah Rangkaian listrik dengan arus searah dalam teknik kelistrikan, yang mereka maksud adalah sirkuit di mana arus tidak mengubah arahnya, yaitu polaritas sumber EMF, yang konstan.

Di bawah Sirkuit listrik untuk arus bolak-balik berarti sirkuit di mana arus mengalir yang bervariasi terhadap waktu (lih. arus bolak-balik). 

Sumber daya untuk sirkuit adalah sel galvanik, akumulator listrik, generator elektromekanis, generator termoelektrik, fotosel, dll. Dalam teknologi modern, generator listrik terutama digunakan sebagai sumber energi. Semua catu daya memiliki resistensi internal yang nilainya kecil dibandingkan dengan resistansi elemen rangkaian listrik lainnya.

Penerima DC adalah motor listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, perangkat pemanas dan penerangan, pabrik elektrolisis, dll.

Sebagai peralatan bantu, rangkaian listrik mencakup perangkat untuk menghidupkan dan mematikan (misalnya, sakelar), instrumen untuk mengukur besaran listrik (misalnya, ammeter dan voltmeter), perangkat pelindung (misalnya, sekering).

Semua penerima listrik dicirikan oleh parameter listrik, yang utama adalah voltase dan daya. Untuk pengoperasian normal penerima listrik, perlu dilakukan pemeliharaan Tegangan pengenal. 

Unsur-unsur rangkaian listrik dibagi menjadi aktif dan pasif. YA elemen aktif dari rangkaian listrik termasuk yang di dalamnya EMF diinduksi (sumber EMF, motor listrik, baterai selama pengisian, dll.). YA elemen pasif termasuk penerima listrik dan kabel penghubung.

Sirkuit digunakan untuk secara konvensional mewakili sirkuit listrik. Pada diagram ini, sumber, penerima, kabel, dan semua perangkat serta elemen rangkaian listrik lainnya ditunjukkan menggunakan simbol konvensional (penunjukan grafis) yang dibuat dengan cara tertentu.

Menurut GOST 18311-80:

Sirkuit catu daya - sirkuit listrik yang mengandung elemen yang tujuan fungsionalnya adalah produksi atau transmisi bagian utama energi listrik, distribusinya, transformasi menjadi jenis energi lain atau menjadi energi listrik dengan nilai parameter lainnya.

Sirkuit bantu produk listrik (perangkat) — sirkuit listrik untuk berbagai keperluan fungsional, yang bukan sirkuit listrik daya dari produk listrik (perangkat).

Sirkuit kontrol listrik - sirkuit tambahan dari produk (perangkat) listrik, yang tujuan fungsionalnya adalah untuk mengaktifkan peralatan listrik dan (atau) produk atau perangkat listrik individu atau untuk mengubah nilai parameternya.

Sirkuit sinyal listrik — sirkuit tambahan dari produk (perangkat) listrik, yang tujuan fungsionalnya adalah untuk mengaktifkan perangkat pensinyalan.

Sirkuit pengukur listrik - sirkuit tambahan dari produk (perangkat) listrik, yang tujuan fungsionalnya adalah untuk mengukur dan (atau) mendaftarkan nilai parameter dan (atau) menerima informasi tentang pengukuran produk (perangkat) listrik atau listrik peralatan.

Menurut karakteristik topologi, rangkaian listrik dibagi menjadi:

• untuk sederhana (single-circuit), dua-node dan kompleks (multi-chain, multi-node, flat (datar) dan volumetrik);

• dua kutub, dengan dua keluaran eksternal (dua kutub dan multi kutub, berisi lebih dari dua keluaran eksternal (empat kutub, multi kutub).

Sumber dan penerima (konsumen) energi dari sudut pandang teori rangkaian adalah bipolar, karena dua kutub tempat mereka mengirim atau menerima energi diperlukan dan cukup untuk operasinya. Satu atau beberapa jaringan dua terminal disebut aktif jika mengandung sumber, atau pasif - jika tidak mengandung sumber (masing-masing bagian kiri dan kanan sirkuit).

Perangkat yang mentransmisikan daya dari sumber ke penerima adalah empat kutub karena setidaknya harus memiliki empat klem untuk mentransfer daya dari generator ke beban. Perangkat paling sederhana untuk mentransmisikan energi adalah kabel.

Jaringan dua terminal aktif dan pasif di sirkuit listrik

Diagram rangkaian ekuivalen umum

Elemen rangkaian listrik yang memiliki hambatan listrik dan disebut resistor dicirikan oleh apa yang disebut karakteristik tegangan arus - ketergantungan tegangan pada terminal elemen pada arus di dalamnya atau ketergantungan arus pada elemen pada tegangan di terminalnya.

Jika resistansi suatu elemen konstan pada nilai arus apa pun di dalamnya dan nilai tegangan apa pun yang diterapkan padanya, maka karakteristik arus-tegangan adalah garis lurus dan elemen semacam itu disebut elemen linier.

Secara umum, resistansi tergantung pada arus dan tegangan… Salah satu alasannya adalah perubahan resistansi kawat ketika arus melewatinya karena pemanasannya. Saat suhu meningkat, resistansi konduktor meningkat. Tetapi karena dalam banyak kasus ketergantungan ini tidak signifikan, elemen tersebut dianggap linier.

Sirkuit listrik yang hambatan listriknya tidak tergantung pada nilai dan arah saat ini dan tegangan dalam rangkaian disebut rangkaian listrik linier... Rangkaian seperti itu hanya terdiri dari elemen linier dan keadaannya dijelaskan oleh persamaan aljabar linier.

Jika resistansi elemen rangkaian sangat bergantung pada arus atau tegangan, maka karakteristik arus-tegangan adalah nonlinier, dan elemen semacam itu disebut elemen nonlinier.

Suatu rangkaian listrik yang hambatan listriknya paling sedikit salah satu bagiannya bergantung pada nilai atau arah arus dan tegangan pada bagian rangkaian tersebut disebut rangkaian listrik nonlinier… Sirkuit seperti itu mengandung setidaknya satu elemen nonlinier.

Dalam menggambarkan sifat-sifat rangkaian listrik, dibuat hubungan antara nilai gaya gerak listrik (EMF), tegangan dan arus dalam rangkaian dengan nilai resistansi, induktansi, kapasitansi dan metode konstruksi rangkaian.

Saat menganalisis sirkuit listrik, parameter topologi sirkuit berikut digunakan:

• cabang - bagian dari rangkaian listrik tempat arus listrik yang sama mengalir;
• simpul - persimpangan cabang-cabang sirkuit listrik. Biasanya, tempat di mana dua cabang terhubung tidak disebut node, tetapi link (atau node yang dapat dialihkan), dan node menghubungkan setidaknya tiga cabang;
• sirkuit - rangkaian cabang sirkuit listrik yang membentuk jalur tertutup, di mana salah satu simpul adalah awal dan akhir jalur, dan yang lainnya bertemu hanya sekali.

Rekaman pendidikan lama. Salah satu dari 7 bagian dari rekaman pendidikan lama "Teknik Elektro dengan Dasar-dasar Elektronika", dirilis pada tahun 1973.dari pabrik perlengkapan sekolah:

Rangkaian listrik dan magnet dengan arus listrik searah