Найпростіша електричний ланцюг

Будь-якої людини, якщо він, звичайно, не відмовився від благ цивілізації, оточує безліч електротехнічних пристроїв. Далеко за прикладами ходити не потрібно: телевізор, телефон, звичайнісінька лампа розжарювання та ін. Основою всіх подібних пристроїв є електричний ланцюг. Багато літературні джерела дають схожі визначення, правда, стосовно до найпростішої різновиди. Чому так, адже сучасні електронні апарати настільки складні, що їх обслуговування довіряють комп'ютеризованих систем? Дійсно, дивно, особливо якщо згадати центральні процесори персональних комп'ютерів з їх мільйонами транзисторів - в них також присутній електричний ланцюг постійного струму. Причина вищевказаного спрощення визначення полягає в тому, що будь-яка, навіть найскладніша, електрична схема може бути представлена у вигляді великої кількості найпростіших складових. До речі, саме тому з'являється можливість виконувати необхідні розрахунки, використовуючи відомі формули.

Отже, з простим і складним визначилися. Тепер пояснимо, що ж таке електричний ланцюг. Для того щоб було більш зрозуміло, розглянемо найпростіший приклад - електричний ліхтарик. Причому не той, в якому використовується керуюча мікросхема (перемикання режимів, миготіння та ін.), А самий звичайний - з батарейкою, лампочкою і тумблером включення. Він складається з корпусу, в якому розміщені сам джерело світла, вимикач, відсік для батарейки з двома контактами. Вставивши батарейку в корпус і клацнувши вимикачем, можна домогтися яскравого направленого світіння лампи. Зробивши ці дії, ми сформували якраз те, що називається електричний ланцюг (в професійному сленгу - зібрали схему). Струм джерела електроенергії (батарейки) кинувся по шляху: контакт позитивного полюса - провідник, тумблер - лампа - негативний полюс. Це називається "найпростіша електрична ланцюг". У прикладі з ліхтариком елементів три: джерело ЕРС, тумблер і лампа. Варто відзначити, що рух електронів (струм) можливе тільки по замкнутому контуру, тому якщо тумблер відключити і ланцюг розірвати, то воно зникне, хоча напруга джерела залишиться. До речі, всі процеси можуть бути описані і розраховані не тільки через струм, але також за допомогою напруги, потужності, ЕРС.

Універсальний інструмент розрахунку - закон Ома. В даному випадку він виглядає як:

I = E / (R + r),

де I - струм, Ампери- E - ЕРС, Вольти- R - опір лампочки, Ом- r - опір джерела ЕРС, Ом. У використовуваному прикладі вплив опорів провідника і тумблера не враховується, так як воно мізерно мало.

Отже, електричний ланцюг і її елементи можуть включати в себе джерело живлення, резистори, конденсатори, котушки індуктивності, напівпровідникові компоненти та ін. Причому все це повинно бути з'єднане воєдино провідниками, що формують безперервний шлях для проходження струму.

Прості ланцюга поділяються на нерозгалужені і розгалужені. У першому випадку за всіма складовими елементами проходить один і той же струм (правило для послідовного з'єднання споживачів). У другому ж випадку додатково додається одна або декілька гілок, з'єднаних з даним найпростішим контуром допомогою вузлів. При цьому формується змішане з'єднання елементів ланцюга, тому значення струму, що протікає в кожній гілці, різна. Тут гілка - це ділянка електричного кола, по всіх елементах якого тече один і той же струм, а протилежні кінці якого підключені в двох вузлах. Відповідно, вузол - це точка електричного кола, в якій сходяться три або більше гілок. На принципових схемах вузли часто якраз і позначають точками, що спрощує сприйняття (читання).