Circuito elétrico e seus elementos

Em um circuito elétrico, deve haver uma fonte de movimento de partículas eletricamente carregadas, que é chamada de corrente elétrica. Em outras palavras, a corrente elétrica deve ter seu próprio patógeno. Tal excitador de corrente, chamado de fonte (gerador), é parte integrante de um circuito elétrico.

A corrente elétrica pode causar uma variedade de efeitos na natureza - por exemplo, faz com que lâmpadas incandescentes brilhem, acionem dispositivos de aquecimento e motores elétricos. Todos esses dispositivos e dispositivos são chamados de receptores de corrente elétrica. Como a corrente flui por eles, ou seja, eles estão incluídos em um circuito elétrico, os receptores também são elementos do circuito.

O fluxo de corrente requer que haja uma conexão entre a fonte e o dreno, que é realizada por meio de fios elétricos, que são o terceiro componente importante de um circuito elétrico.

Circuito elétrico — um conjunto de dispositivos projetados para a passagem de corrente elétrica. O circuito é formado por fontes de energia (geradores), consumidores de energia (cargas), sistemas de transmissão de energia (fios).

Um circuito elétrico é um conjunto de dispositivos e objetos que formam um caminho para eletricidade, processos eletromagnéticos que podem ser descritos usando o conceito de força eletromotriz, corrente e tensão.

A instalação elétrica mais simples consiste em uma fonte (célula galvânica, bateria, gerador, etc.), consumidores ou receptores de energia elétrica (lâmpadas incandescentes, aquecedores elétricos, motores elétricos, etc.) e fios de conexão conectando os terminais da fonte de tensão aos terminais do consumidor. Esses. circuito elétrico — conjunto de fontes de energia elétrica interligadas, receptores e fios que os conectam (linha de transmissão).

Figo. 1. Diagrama elétrico

O circuito elétrico é dividido em partes internas e externas. A própria fonte de energia elétrica pertence à parte interna do circuito elétrico. A parte externa do circuito inclui fios de ligação, consumidores, chaves faca, interruptores, medidores elétricos, ou seja, tudo o que está conectado aos terminais da fonte de energia elétrica.

A corrente elétrica só pode fluir em um circuito elétrico fechado. Interromper o circuito em qualquer ponto faz com que a corrente elétrica pare.

Sob Circuitos elétricos com corrente contínua na engenharia elétrica, significam circuitos em que a corrente não muda de direção, ou seja, a polaridade das fontes EMF, em que é constante.

Por circuitos elétricos de corrente alternada entendem-se os circuitos nos quais circula uma corrente que varia com o tempo (cf. corrente alternada). 

As fontes de energia para o circuito são células galvânicas, acumuladores elétricos, geradores eletromecânicos, geradores termoelétricos, fotocélulas, etc. Na tecnologia moderna, os geradores elétricos são usados ​​principalmente como fontes de energia. Todas as fontes de alimentação possuem Resistencia interna cujo valor é pequeno em comparação com a resistência de outros elementos do circuito elétrico.

Receptores DC são motores elétricos que convertem energia elétrica em energia mecânica, dispositivos de aquecimento e iluminação, plantas de eletrólise, etc.

Como equipamento auxiliar, o circuito elétrico inclui dispositivos para ligar e desligar (por exemplo, interruptores), instrumentos para medir grandezas elétricas (por exemplo, amperímetros e voltímetros), dispositivos de proteção (por exemplo, fusíveis).

Todos os receptores elétricos são caracterizados por parâmetros elétricos, sendo os principais a tensão e a potência. Para operação normal do receptor elétrico é necessário manter Tensão nominal. 

Os elementos do circuito elétrico são divididos em ativos e passivos. SIM elementos ativos do circuito elétrico incluem aqueles em que EMF é induzido (fontes EMF, motores elétricos, baterias durante o carregamento, etc.). Os elementos passivos SIM incluem receptores elétricos e fios de conexão.

Circuitos são usados ​​para representar convencionalmente circuitos elétricos. Nesses diagramas, as fontes, receptores, fios e todos os outros dispositivos e elementos do circuito elétrico são indicados por meio de símbolos convencionais (designações gráficas) feitos de uma determinada maneira.

De acordo com GOST 18311-80:

Circuito de alimentação - um circuito elétrico contendo elementos cuja finalidade funcional é a produção ou transmissão da parte principal da energia elétrica, sua distribuição, transformação em outro tipo de energia ou em energia elétrica com outros valores de parâmetros.

Circuito auxiliar de um produto elétrico (dispositivo) — um circuito elétrico para diversos fins funcionais, que não é um circuito elétrico de potência de um produto elétrico (dispositivo).

Circuito de controle elétrico - um circuito auxiliar de um produto elétrico (dispositivo), cujo objetivo funcional é ativar equipamentos elétricos e (ou) produtos ou dispositivos elétricos individuais ou alterar os valores de seus parâmetros.

Circuito de sinal elétrico - um circuito auxiliar de um produto elétrico (dispositivo), cujo objetivo funcional é ativar dispositivos de sinalização.

Circuito de medição elétrica - um circuito auxiliar de um produto elétrico (dispositivo), cujo objetivo funcional é medir e (ou) registrar valores de parâmetros e (ou) receber informações sobre as medições de um produto elétrico (dispositivo) ou elétrico equipamento.

De acordo com as características topológicas, os circuitos elétricos são divididos em:

• para simples (circuito único), dois nós e complexo (multi-cadeia, vários nós, plano (plano) e volumétrico);

• bipolar, com duas saídas externas (bipolar e multipolar, contendo mais de duas saídas externas (quatropolares, multipolares).

Fontes e receptores (consumidores) de energia do ponto de vista da teoria dos circuitos são bipolares, pois dois polos pelos quais transmitem ou recebem energia são necessários e suficientes para seu funcionamento. Uma ou outra rede de dois terminais é chamada de ativa se contiver uma fonte ou passiva - se não contiver uma fonte (partes esquerda e direita do circuito, respectivamente).

Os dispositivos que transmitem energia das fontes para os receptores são tetrapolares porque devem ter pelo menos quatro grampos para transferir energia do gerador para a carga. O dispositivo mais simples para transmitir energia são os fios.

Redes ativas e passivas de dois terminais no circuito elétrico

Diagrama de circuito equivalente generalizado

Os elementos de um circuito elétrico que possuem resistência elétrica e são chamados de resistores são caracterizados pela chamada característica corrente-tensão - a dependência da tensão nos terminais do elemento da corrente nele ou a dependência da corrente no elemento na tensão em seus terminais.

Se a resistência de um elemento é constante em qualquer valor da corrente nele e qualquer valor da tensão aplicada a ele, então a característica corrente-tensão é uma linha reta e tal elemento é chamado de elemento linear.

Em geral, a resistência depende tanto da corrente quanto da tensão... Uma razão para isso é a mudança na resistência de um fio quando a corrente passa por ele devido ao seu aquecimento. À medida que a temperatura aumenta, a resistência do condutor aumenta. Mas como em muitos casos essa dependência é insignificante, o elemento é considerado linear.

Um circuito elétrico cuja resistência elétrica das seções não depende dos valores e direções atuais e as tensões no circuito são chamadas de circuito elétrico linear... Esse circuito consiste apenas em elementos lineares e seu estado é descrito por equações algébricas lineares.

Se a resistência de um elemento do circuito depende significativamente da corrente ou tensão, então a característica corrente-tensão é não linear, e tal elemento é chamado de elemento não linear.

Um circuito elétrico cuja resistência elétrica de pelo menos uma das seções depende dos valores ou direções das correntes e tensões nesta seção do circuito é chamado circuito elétrico não linear… Tal circuito contém pelo menos um elemento não linear.

Ao descrever as propriedades dos circuitos elétricos, é estabelecida uma relação entre os valores da força eletromotriz (EMF), tensões e correntes no circuito com os valores das resistências, indutâncias, capacitâncias e o método de construção do circuito.

Ao analisar circuitos elétricos, os seguintes parâmetros topológicos dos circuitos são usados:

• ramo - uma seção de um circuito elétrico através do qual a mesma corrente elétrica flui;
• nó - a junção dos ramos do circuito elétrico. Normalmente, o local onde duas ramificações estão conectadas não é chamado de nó, mas um link (ou nó comutável), e um nó conecta pelo menos três ramificações;
• circuito — uma série de ramificações de um circuito elétrico formando um caminho fechado, no qual um dos nós é o início e o fim do caminho, e os outros se encontram apenas uma vez.

Fita educacional velha. Uma das 7 partes da antiga fita educativa "Engenharia Elétrica com Noções Básicas de Eletrônica", lançada em 1973.da fábrica de material escolar:

Circuitos elétricos e magnéticos com corrente elétrica contínua