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).