Составные части электрической схемы. Внутренние и внешние электрические цепи. Физические величины, характеризующие цепь

06.04.2019

Электрической цепью называют совокупность устройств, необходимых для прохождения по ним электрического тока.

Предназначение любой электроцепи – доставка электроэнергии потребителю для ее дальнейшего преобразования в механическую, тепловую, электрохимическую энергию или в световое излучение. Понимание простых элементов цепей, их характеристик и величин необходимы для каждого образованного человека. Полученные знания помогут разбираться в электротехнических схемах, делать теоретические расчеты, а в дальнейшем – применять их в быту при ремонте простейшей техники и радиоэлектроники.

Цепи бывают с постоянным и переменным током. Постоянный – имеет постоянную полярность электродвижущей силы и не меняет своего направления. Примером сети постоянного тока может служить электропроводка автомобилей. Переменный ток меняет свое направление. В потребительской сети график зависимости переменного тока от времени имеет вид синусоиды. Полярность меняется 50 раз в секунду. Другими словами – частота тока равна 50 Гц (герц).

Под внешней частью цепи подразумевают провода, выключатели, электробытовые и измерительные приборы. Под внутренней – источники электропитания.

Независимо оттого, из каких частей состоят электрические цепи, их объединяет одно – их составляющие должны производить, передавать или потреблять электричество.

Элементы подразделяются на пассивные и активные. К первым из них относят всё, что потребляет или передает электроэнергию: лампы, нагревательные элементы, электродвигатели и т.д. Ко вторым – источники, вырабатывающие электроэнергию: генераторы, аккумуляторы, солнечные батареи и т.д. Также элементы делятся на двухполюсные (те, которые имеют 2 вывода) и многополюсные (те, которые имеют 4 и более вывода). В качестве примера двухполюсника можно привести резистор. В качестве четырехполюсника – повышающий или понижающий трансформатор.

Обязательными составляющими цепи являются:

Источник (Source) – в большинстве случаев аккумулятор, гальванический элемент или генератор. Изредка – ветрогенераторы и солнечные батареи.
Проводник (Conductor) – необходим для передачи электроэнергии от источника к электропотребителю.
Потребитель электроэнергии (Load, consumer) (чаще всего в быту это осветительные приборы, двигатели, нагревательные приборы, электроника, бытовая техника, такая как компьютеры, пылесосы, стиральные машины).
Замыкающее/размыкающее устройство (Switch) или выключатель.

Основными электроприемниками являются:

Резисторы – потребитель, который имеет переменное или постоянное сопротивление.
Конденсатор – потребитель, который имеет емкость. Он запасает энергию и имеет возможность ее возвратить.
Катушка индуктивности – потребитель, создающий индуктивное поле.
Электродвигатель – потребитель, превращающий энергию электронов, двигающихся вдоль проводника, в механическую.

Важно: Электроток протекает лишь по замкнутой цепи. Если ее разомкнуть – движение электронов в ней прекращается.

При чтении схем и расчетах пользуются следующими понятиями: контур, узел и ветвь.

Ветвью называют участок с одним или несколькими компонентами, соединенными последовательно.
Узлом называют место соединения двух и более ветвей.
Контуром называется совокупность ветвей, которые образуют для тока замкнутый путь. При этом один из узлов в контуре должен являться и началом, и концом пути, а остальные узлы должны встречаться не более одного раза.

Облегчить чтение схем можно с помощью вот такой таблички:

Виды цепей

Чтобы успешно пользоваться электросхемами, необходимо иметь представление, какую электрическую цепь называют замкнутой и разомкнутой.

Замкнутой называют непрерывную цепь, состоящую из электроприборов и проводников. Как только она прерывается – становится разомкнутой. В таком состоянии она неспособна проводить ток, хотя в ней может быть напряжение, так как в ней появляется диэлектрик. В подавляющем большинстве случаев в качестве такого диэлектрика выступает обычный атмосферный воздух. На этом принципе работают приборы, предназначенные для размыкания – выключатели, рубильники, предохранители, кнопки.

Неразветвленной называют электрическую цепь, состоящую из источника и последовательно соединенных компонентов. Важнейшим признаком здесь является то, что во всех участках ток имеет одинаковую величину. Разветвленной – имеющую в своем составе одно или несколько параллельно соединенных компонентов.

Каждая может иметь одновременно несколько классификаций и названий:

силовой – называют соединение приборов, необходимых для производства, передачи электроэнергии, ее преобразования или потребления;
вспомогательной – ту, которая имеет разные функциональные назначения, но которая не является силовой;
измерительной – называют необходимую для регистрации параметров сети и включенных в нее приборов;
управляющей – называют приводящую в действие приборы или изменяющую их параметры в зависимости от общего предназначения;
сигнализирующей называют приводящую в действия сигнальные устройства, показывающие на наличие тех или иных изменений.

Простейшей электрической цепью является источник, соединенный проводниками с электропотребителем, а простой называют любую одноконтурную. Сложными называются цепи, имеющие два и более контура. Они в свою очередь делятся на многоузловые, многоконтурные, объемные и плоскостные.

Физические величины, характеризующие цепь

Величин, которыми можно описать любую электрическую цепь несколько. Основными из них являются:

Напряжение – U (измеряется в вольтах (В)).
Сила тока – I (измеряется в амперах (А)).
Сопротивление – R (измеряется в омах (Ом)).
Мощность – P (измеряется в Ваттах (Вт)).
Ёмкость – С (измеряется в Фарадах (Ф).

Знание формул позволяет проводить практические расчеты. К примеру, сопротивление резистора зависит не только от тока, но и от напряжения. Формула, которая это отражает, называется Законом Ома для участка цепи и выглядит так:

I – сила тока;
U – напряжение;
R – сопротивление.

Данная формула является фундаментальной. Она действует для любой среды и прочих параметров, независимо от различных составляющих и рода приборов.

Если резистор имеет постоянное сопротивление независимо от того, какой ток по нему протекает, он имеет название «линейный элемент».

Когда по резистору протекает ток, его сопротивление увеличивается из-за увеличения колебания на молекулярном уровне кристаллической решетки в проводнике. Колебания мешают движению электронов, и в результате энергия теряется понапрасну. Для того чтобы предотвратить перегорание резистора в цепь последовательно ему часто устанавливают предохранитель. Он содержит внутри легкоплавкий проводник, рассчитанный на перегорание при превышении параметров. Перегорая, предохранитель уберегает от повреждения всю схему и экономит, порой, часы при ремонте, так как поменять предохранитель легче, чем искать поврежденный компонент среди десятков таких же.

Узнать больше об электрических цепях можно с помощью видео:

Что мы называем цепью? Это соединенные воедино звенья. Цепь соединяет вместе два или более объектов. Если цепь разорвать, то и объекты перестанут быть соединенными. Когда мы говорим об электрической цепи, то смысл остается тем же. Давайте разберемся, что такое электрическая цепь и из чего она состоит.

Элементы электрической цепи

При рассмотрении простейших электрических цепей в восьмом классе выделяют следующие составные части электрической цепи: , нагрузка, соединительные провода, ключ.

Источник тока - это нечто, питающее всю цепь электрическим током, создающее в ней электрическое поле . Вследствие этого движутся электроны, и перемещается заряд от одного элемента электрической цепи к последующим. Источником тока может быть простая батарейка, аккумулятор, розетка сети 220 В и так далее.

Нагрузкой или приемником тока в общем смысле называется нечто, потребляющее электрический ток и производящее вследствие этого некую нужную нам работу. Например, обычная лампочка - это нагрузка. Ток, проходя через лампочку, совершает работу по нагреванию спирали, отчего она светится.

Соединительные провода - это провода, соединяющие между собой все элементы цепи.

Ключ - это простейшее устройство для замыкания и размыкания цепи. Выключатель, рубильник, кнопка - все это разные варианты ключей.

Принцип функционирования электрической цепи

Таким образом, простейшая электрическая цепь функционирует следующим образом: от источника заряд движется по проводам к нагрузке, совершает там некую работу и дальше движется по проводам вновь к источнику. Но уже к другому полюсу источника. Электрический заряд , проходя через нагрузку, совершает некую работу и, соответственно, теряет энергию. Эта энергия восполняется в источнике тока. Ключ служит для размыкания и замыкания цепи. То есть, в любой момент мы можем разомкнуть цепь, и ток перестанет идти. Лампочка потухнет, двигатель остановится, нагрузка перестанет получать энергию. При замыкании ключа цепь восстановится, и ток потечет вновь.

Таков принцип функционирования любой электрической цепи. Сколь бы сложной и разветвленной она ни была, суть все равно остается той же, - ток от источника течет к приемнику и совершает там некую работу. Важное условие для работы любой цепи - это, чтобы она была замкнутой. При обрыве цепи в любом месте, это будет равносильно размыканию ключа, и ток перестанет течь.

Для того чтобы можно было наглядно изобразить электрическую цепь на бумаге, ее рисуют в виде чертежей, которые называются схемами. На схемах все элементы цепи имеют свои условные обозначения. Любую существующую цепь можно зарисовать и рассчитать на бумаге. Обычно процесс создания сколько-нибудь сложной цепи так и начинается - с чертежа на бумаге, где все тщательно рассчитывается и продумывается, прежде чем приступить к непосредственному созданию реальной электрической цепи.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления.

Цель: изучить составные части электрической цепи, условные обозначения, применяемые на схемах.

Задачи:

Образовательная – обеспечить восприятие, осмысление и первичное закрепление составных частей электрической цепи, их назначения и условных обозначений.
Воспитательная – способствовать привитию соблюдения правил техники безопасности при сборке цепи, интереса к физике.
Развивающая - способствовать развитию умения собирать электрические цепи, изображать схемы электрических цепей.

План урока.

Организационный момент (1 мин.)
Актуализация знаний. (8 мин.)
Изучение нового материала. (12 мин)
Закрепление знаний. (15 мин.)
Этап первичной проверки знаний. (5 мин.)
Домашнее задание. (1 мин.)
Итог урока. (1 мин.)
Рефлексия. (2 мин.)

Оборудование: гальванический элемент, лампочка, ключ, соединительные провода, таблички с условными обозначениями элементов ЭЦ, таблица контроля, компьютер, мультимедиапроектор.

Ход урока

1. Орг. Момент (объяснить работу в группах)

Электричество кругом,
Полон им завод и дом.
Жизнь кардинально облегчают!
Удивительно оно,
На благо нам обращено,
Всех проводов Величество
Зовется электричество!

2. Актуализация знаний.

Каждой группе предлагается выбрать лист с вопросом:

Что такое электрический ток?
Какие условия необходимы для существования электрического тока?
Зачем нужен электрический ток?
Направление электрического тока?

(Для подготовки учащихся к ГИА необходимо включать в различные этапы урока и домашнюю работу разнообразные задания, которые будут способствовать сформированности методологических знаний и умений – задание с выбором ответа, уровня владения экспериментальными умениями, умения решать качественную задачу, а также задания по работе с текстом физического содержания.)

При повторении материала учащимся предлагается следующее задание: (слайд 2)

3 . Используя имеющиеся в строках буквы, впишите названия источников тока:

Слайд 3

4. Изучение нового материала.

Тема урока: «Электрическая цепь».

Откройте тетради и запишите тему урока. Совокупность устройств, по которым течет электрический ток, называется электрической цепью . Цепи бывают простые (как при демонстрации) и сложные (электропроводка), но во всех можно выделить составные части. Устройства, которые используют электрическую энергию, называются потребителями. Это первая составная часть цепи. Приведите примеры потребителей… в классе… дома… на столе… (для л. р. лампочка). Вторая составная часть цепи – источник тока (для л.р.- гальванический элемент). Источник тока подсоединяют в цепь в последнюю очередь с помощью соединительных проводов – это третья составная часть цепи. Есть еще одна важная часть электрической цепи. В Париже в 1881 году на электротехнической выставке все были в восторге от этого изобретение. Это – выключатель. Роль его – замыкать и размыкать электрическую цепь. В технике используют разные виды замыкающих и размыкающих устройств. Чтобы в цепи был ток, она должна быть замкнутой, т.е. состоять из проводников электричества. Если в каком-нибудь месте провод оборвётся, то ток в цепи прекратится. На этом и основано действие выключателей. Назовите замыкающие устройства в классе (Выключатель, рубильник, кнопки, для л. р. – ключ) слайд 4 .

Обратите внимание: цепь собирают при разомкнутом выключателе; выключатель выполнен из проводников электричества, а прикасаться надо к изолирующей ручке.

Итак, из каких составных частей состоит электрическая цепь? Запишите в тетрадь:

потребитель
источник тока
соединительные провода
замыкающее устройство

У Вас на столе страница учебника Г.Н. Степановой, особенность учебника заключается в том, что в каждом абзаце есть ключевое слово, в первом, например, «Электрическая цепь», его и поместим в центр. В остальных составляющие блоки цепи. На полях то, что входит в блоки и как обозначается на схеме. На столе для каждой группы лежит нетбук, на рабочем столе файл со словом кластер. Открываем его и составляем кластер, используя учебник.

Электрические цепи могут быть сложными. Вышел из строя телевизор, и вам нужна информация, из чего состоит электрическая цепь, а содержится информация в электрических схемах. Электрические схемы – это чертежи, на которых изображены способы соединения элементов электрической цепи.

Ребята, вам предстоит выполнить практическую работу.

Какие правила техники безопасности вы будите соблюдать?

Практическая работа.

Цель: собрать электрическую цепь из приборов, которые есть у каждого на столах так, чтобы лампочка загорелась.

По группам собирают простую цепь (источник тока, лампа, ключ, соед. провода)

Выполнение работы. Составление схемы. Учитель проверяет.

5. Этап первичной проверки знаний.

Индивидуальные задания: расставьте усл. обозначения по «местам», соединив стрелкой усл. обозначение с названием прибора.

Осуществим проверку, используя таблицу контроля:

Ошибок

> 4

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Электрическая цепь и её составные части У читель физики ГБОУ СОШ №966 Никулина Е.В.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ Электрическая цепь - совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Составные части простейшей электрической цепи: Потребитель электрического тока Источник тока Ключ, выключатель Соединительные провода

Устройства, которые используют электрическую энергию, называются потребителями.

Источники тока

Роль выключателя – замыкать и размыкать электрическую цепь.

Источник тока подсоединяют в цепь в последнюю очередь с помощью соединительных проводов. В каждом доме, и квартире, И в любимой вами школе Хорошо известно вам Ток течет по ………..

Электрические схемы Электрические схемы – это чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь.

1.Источник тока В калькуляторе, в часах Ей везде найдется дело. Плохо, если вдруг она Почему-то сразу села. Ты ответа не жалей-ка что же это?

2 .Батарея источников тока

3 . Лампа Что как солнышко сияет И дорогу освещает? Вот какая лапочка Золотая ………… !

5. Резистор

6. Ключ Он замкнет любую цепь, Невелик он, но могуч! Остановит вмиг конвейер, Даже открывает двери! Что это такое?

Электрическая схема

Техника безопасности Начинаем электричество, с вами дети изучать, Только технику безопасности надо строго соблюдать. Не вставайте из-за парты, есть вопросы, так спроси, Но не Петю и не Сашу, а учителя зови. Все приборы аккуратно на столах своих расставь,

Убедись, что ключ разомкнут и тогда соединяй! Подключая батарейку, на полярность посмотри, Потому что амперметру может и не повезти. Ну а если вы ребята вдруг забудете наказ, То читайте все на стенде еще много-много раз.

Собрать Электрическую цепь по схеме

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Презентация "Электрическая цепь и ее составные части"

Данный материал может быть использован на уроке физики в 8 классе по теме "Электрическая цепь и ее составные части" при изучении или повторении данной темы....

Презентация "Электрическая цепь и её составные части"

Данная презентация предназначена для учащихся 10 класса коррекционной школы I,II вида. Она может быть использована на уроках физики в 8 классе общеобразовательной школы...

Презентация "Физический диктант. Электрическая цепь и её составные части"

Презентация для урока физики в 8 классе "Физический диктант. Электрическая цепь и её составные части".Диктант содержит не только вопросы о электрических цепях, но и вопросы на повторение.С помощью это...

Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!

Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм .

Электрические цепи

– это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

– это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.

Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

Силовые электрические цепи;
Электрические цепи управления;
Электрические цепи измерения;

Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.

Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.

Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.

Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы: