Obwód elektryczny
Obwód elektryczny to droga, w której przepływają elektrony ze źródła napięcia lub prądu.
Punkt, w którym elektrony te wchodzą w obwód elektryczny nazywany jest "źródłem" elektronów. Punkt, w którym elektrony opuszczają obwód elektryczny jest nazywany "powrotem" lub "masą uziemienia". Punkt wyjścia jest nazywany "powrotem", ponieważ elektrony zawsze kończą się u źródła, gdy ukończą ścieżkę obwodu elektrycznego.
Część obwodu elektrycznego, która znajduje się pomiędzy punktem początkowym elektronów a punktem ich powrotu do źródła, nazywana jest "obciążeniem" obwodu elektrycznego. Obciążenie obwodu elektrycznego może być tak proste jak te, które zasilają urządzenia domowe, takie jak lodówki, telewizory lub lampy, lub bardziej skomplikowane, takie jak obciążenie wyjścia hydroelektrowni.
Obwody wykorzystują dwie formy zasilania elektrycznego: prąd zmienny (AC) i prąd stały (DC). Prąd zmienny (AC) często zasila duże urządzenia i silniki i jest wytwarzany przez elektrownie. Prąd stały zasila pojazdy zasilane bateryjnie oraz inne maszyny i urządzenia elektroniczne. Przetwornice mogą zmieniać prąd zmienny na stały i odwrotnie. Do przesyłu wysokonapięciowego prądu stałego wykorzystuje się duże przetwornice.
Układ elektroniczny
Układy elektroniczne zazwyczaj wykorzystują źródła prądu stałego. Obciążenie układu elektronicznego może być tak proste, jak kilka rezystorów, kondensatorów i lampa, wszystkie połączone razem w celu utworzenia lampy błyskowej w aparacie. Albo układ elektroniczny może być skomplikowany, łącząc tysiące rezystorów, kondensatorów i tranzystorów. Może to być układ scalony, taki jak mikroprocesor w komputerze.
Oporniki i inne elementy układu mogą być połączone szeregowo lub równolegle. Rezystancja w obwodach szeregowych jest sumą rezystancji.
Eksperymentalny układ elektroniczny
Obwód i schemat połączeń
Obwód lub schemat połączeń jest wizualną prezentacją obwodu elektrycznego. Obwody elektryczne i elektroniczne mogą być skomplikowane. Wykonanie rysunku połączeń do wszystkich części składowych obciążenia obwodu ułatwia zrozumienie sposobu łączenia elementów obwodu. Rysunki obwodów elektronicznych nazywane są "schematami obwodów". Rysunki obwodów elektrycznych nazywane są "schematami połączeń". Podobnie jak inne schematy, schematy te są zazwyczaj rysowane przez rysowników, a następnie drukowane. Schematy te mogą być również tworzone cyfrowo przy użyciu specjalistycznego oprogramowania.
Schemat jest schematem obwodu elektrycznego. Schematy są graficznymi przedstawieniami istotnych połączeń w obwodzie, ale nie są one realistycznymi przedstawieniami obwodu. Schematy używają symboli do reprezentowania komponentów w obwodzie. Konwencje są używane w schemacie do reprezentowania sposobu przepływu energii elektrycznej. Powszechną konwencją, której używamy jest od pozytywnego do negatywnego terminalu. Realistyczny sposób przepływu energii elektrycznej jest od ujemnego do pozytywnego zacisku.
Schematy wykorzystują specjalne symbole rozpoznawane przez każdego, kto korzysta z rysunków. Symbole na rysunkach pokazują, jak połączone są ze sobą takie komponenty jak rezystory, kondensatory, izolatory, silniki, skrzynki wylotowe, światła, przełączniki i inne komponenty elektryczne i elektroniczne. Schematy są dużą pomocą, gdy pracownicy próbują dowiedzieć się, dlaczego dany obwód nie działa prawidłowo.
Wyłączniki
Prąd płynący w obwodzie elektrycznym lub elektronicznym może nagle wzrosnąć w przypadku awarii części składowej. Może to spowodować poważne uszkodzenia innych elementów w obwodzie lub stworzyć zagrożenie pożarowe. Aby temu zapobiec, do obwodu można podłączyć bezpiecznik lub urządzenie zwane "wyłącznikiem automatycznym". Wyłącznik otworzy się lub "przerwie" obwód, gdy prąd w tym obwodzie stanie się zbyt wysoki, lub bezpiecznik "wybuchnie". Daje to zabezpieczenie.
Urządzenia zakłócające pracę przy uziemieniu (G.F.I.)
Standardowym uziemieniem dla obwodów elektrycznych i elektronicznych jest masa. W przypadku awarii urządzenia elektrycznego lub elektronicznego, może ono otworzyć obwód powrotny do masy. Użytkownik urządzenia może stać się częścią obwodu elektrycznego urządzenia, zapewniając drogę powrotną dla elektronów przez ciało użytkownika zamiast uziemienia obwodu. Gdy nasze ciało stanie się częścią obwodu elektrycznego, użytkownik może zostać poważnie porażony, a nawet zabity przez porażenie prądem elektrycznym.
Aby zapobiec niebezpieczeństwu porażenia prądem elektrycznym i możliwości porażenia prądem elektrycznym, urządzenia z przerwami doziemnymi wykrywają otwarte obwody do masy w podłączonych urządzeniach elektrycznych lub elektronicznych. W przypadku wykrycia otwartego obwodu do masy, urządzenie G.F.I. natychmiast otwiera źródło napięcia do urządzenia. Urządzenia G.F.I. są podobne do wyłączników, ale zaprojektowane są raczej w celu ochrony ludzi niż elementów obwodu.
Zwarcia
Zwarcia to obwody, które wracają do źródła zasilania nieużywane lub o tej samej mocy, co wygaszone. Przy ich użyciu zwykle wydmuchuje się bezpiecznik, ale czasami nie. Zrobienie tego za pomocą akumulatora może spowodować pożar elektryczny.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest obwód?
O: Obwód to zamknięta ścieżka składająca się z elementów obwodu, w której mogą przepływać elektrony ze źródła napięcia lub prądu.
P: Jakie są dwa rodzaje obwodów?
O: Obwody elektryczne i obwody elektroniczne. Obwody elektryczne składają się z elementów elektrycznych, takich jak rezystory, kondensatory i cewki, natomiast obwody elektroniczne składają się z elementów elektronicznych, takich jak diody i tranzystory.
P: Jak nazywa się punkt, w którym elektrony wchodzą do obwodu elektrycznego?
O: Punkt, w którym elektrony wchodzą do obwodu elektrycznego, nazywany jest "źródłem" elektronów.
P: Jak nazywa się punkt, w którym elektrony opuszczają obwód elektryczny?
A: Punkt, w którym elektrony opuszczają obwód elektryczny, nazywa się "powrotem" lub "uziemieniem".
P: Jaka część obwodu elektrycznego leży pomiędzy punktem początkowym a powrotem do źródła?
O: Część obwodu elektrycznego, która znajduje się pomiędzy punktem początkowym elektronów a punktem, w którym wracają one do źródła, nazywa się "obciążeniem" obwodu elektrycznego.
P: Jakie są dwie formy energii elektrycznej wykorzystywane w obwodach?
O: W obwodach wykorzystuje się dwie formy energii elektrycznej - prąd zmienny (AC) i prąd stały (DC). Prąd zmienny często zasila duże urządzenia i silniki, a prąd stały zasila pojazdy zasilane z akumulatorów oraz inne maszyny i urządzenia elektroniczne.
P: Jak można zamienić prąd zmienny na stały lub odwrotnie?
O: Przetworniki mogą zmienić prąd zmienny na stały i odwrotnie. Przy przesyłaniu prądu stałego o wysokim napięciu stosuje się duże konwertery.
