Co jsou základní elektrické obvody v elektrických systémech v reálném čase?

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Základní znalosti a dovednosti základních elektrických obvodů vždy fungují jako silný základ pro technicky spolehlivý zážitek. Studenti se také mohou energicky seznámit s těmito základními obvody, zejména s praktickými zkušenostmi. Základní okruh tak pomáhá studentovi porozumět základní komponenty a charakteristiky obvodu, když je v provozu.

Tento článek poskytuje základní pojmy týkající se dvou typů elektrických obvodů: střídavých a stejnosměrných obvodů. V závislosti na typu zdroje se elektřina mění jako střídavý proud (AC) a stejnosměrný proud (DC).




Základní stejnosměrné obvody

Ve stejnosměrných obvodech proudí elektřina konstantním směrem s pevnou polaritou, která se nemění v čase. DC obvod používá stabilní aktuální komponenty jako rezistory a kombinace rezistorů přechodné součásti, jako jsou induktory a kondenzátory, které indikují měřiče, jako jsou voltmetry s cívkou a ampérmetry, napájecí zdroje baterií atd.

Pro analýzu těchto obvodů slouží různé nástroje, jako jsou zákony ohmů, zákony napětí a proudu, jako jsou KCL, KVL a věty o síti jako Thevinens, Nortons, Mesh analýza atd. Následuje několik základních DC obvodů, které vyjadřují provozní povahu stejnosměrného obvodu.



Sériové a paralelní obvody

Základní stejnosměrné obvody

Základní stejnosměrné obvody

Rezistivní zátěže představují zátěže osvětlení, které jsou připojeny v různých konfiguracích k analýze stejnosměrných obvodů, které jsou znázorněny na obrázku. Způsob připojení zátěží jistě mění charakteristiky obvodu.


V jednoduchém stejnosměrném obvodu je mezi kladnou a zápornou svorkou baterie připojena odporová zátěž jako žárovka. Baterie dodává potřebnou energii do žárovky a umožňuje uživateli umístit spínač pro zapnutí nebo vypnutí podle požadavků.

Sériové a paralelní odpory

Sériové a paralelní odpory

Zátěže nebo odpory zapojené do série se stejnosměrným zdrojem, jako elektrický symbol pro světelnou zátěž sdílí obvod společný proud, ale napětí napříč jednotlivými zátěžemi se liší a přidává se k získání celkového napětí. Ve srovnání s prvním prvkem v sériovém zapojení tedy na konci rezistoru dochází ke snížení napětí. A, pokud nějaké zatížení zhasne z okruhu bude otevřen celý okruh.

V paralelní konfiguraci je napětí společné pro každou zátěž, ale proud se liší v závislosti na jmenovité zátěži. V otevřeném obvodu není problém, i když je jedno zatížení mimo obvod. Mnoho zátěžových připojení je tohoto typu, například připojení domácí kabeláže.

Vzorce obvodu stejnosměrného proudu

Vzorce obvodu stejnosměrného proudu

Proto z výše uvedených obvodů a obrázků lze snadno najít celkovou spotřebu zátěže, napětí, proud a distribuci energie v DC obvodu.

Základní střídavé obvody

Na rozdíl od stejnosměrného proudu střídavé napětí nebo proud pravidelně mění svůj směr, jak se zvyšuje z nuly na maximum a klesá zpět na nulu, poté negativně pokračuje na maximum a pak znovu zpět na nulu. Frekvence tohoto cyklu je v Indii asi 50 cyklů za sekundu. Pro aplikace s vysokým výkonem je střídavější zdroj střídavější a účinnější než stejnosměrný. Síla není jednoduchým součinem napětí a proudu jako v DC, ale záleží na komponentách obvodu. Podívejme se na chování střídavého obvodu se základními komponenty.

AC obvod s odporem

AC obvod s odporem

AC obvod s odporem

V tomto typu obvodu je pokles napětí na rezistoru přesně ve fázi s proudem, jak je znázorněno na obrázku. To znamená, že když je okamžitá hodnota napětí nulová, aktuální hodnota v tomto okamžiku je také nulová. A také když je napětí kladné během kladné půlvlny vstupního signálu, je proud také kladný, takže výkon je kladný, i když jsou v záporné půlvlně vstupu. To znamená, že střídavý proud v rezistoru se při jeho odebírání ze zdroje vždy rozptýlí jako teplo, bez ohledu na to, zda je proud kladný nebo záporný.

AC obvod s induktory

Induktory se staví proti změně proudu skrze ně, ne jako rezistory, které se staví proti toku proudu. To znamená, že když se proud zvýší, indukované napětí se pokusí postavit proti této změně proudu poklesem napětí. Napětí pokleslé přes induktor je úměrné rychlosti změny proudu.

AC obvod s induktory

AC obvod s induktory

Proto, když je proud na svém maximálním vrcholu (žádná rychlost změny tvaru), okamžité napětí v tomto okamžiku je nulové a reverzní se stane, když proud vrcholí na nule (maximální změna jeho strmosti), jak je znázorněno na obrázku . Ve střídavém obvodu induktoru tedy nedochází k žádnému ztrátovému výkonu.

Okamžitý výkon induktoru v tomto obvodu se tedy zcela liší od stejnosměrného obvodu, kde je ve stejné fázi. Ale v tomto obvodu je od sebe 90 stupňů, takže výkon je občas záporný, jak je znázorněno na obrázku. Záporný výkon znamená, že se energie uvolňuje zpět do obvodu, protože jej absorbuje ve zbytku cyklu. Tato opozice změny proudu se nazývá reaktance a závisí na frekvenci provozního obvodu.

AC obvod s kondenzátory

NA Kondenzátor staví se proti změně napětí, která je odlišná od induktoru, který se staví proti změně proudu. Napájením nebo odběrem proudu dochází k tomuto typu opozice a tento proud je úměrný rychlosti změny napětí na kondenzátoru.

AC obvod s kondenzátory

AC obvod s kondenzátory

Zde je proud přes kondenzátor výsledkem změny napětí v obvodu. Okamžitý proud je tedy nulový, když je napětí na své špičkové hodnotě (beze změny strmosti napětí), a je maximální, když je napětí na nule, takže síla se také střídá v kladných a záporných cyklech. To znamená, že nerozptyluje energii, ale pouze absorbuje a uvolňuje energii.

Chování střídavých obvodů lze také analyzovat kombinací výše uvedených obvodů, jako jsou RL, RC a RLC obvody v sérii i v paralelních kombinacích. Rovnice a vzorce výše uvedených obvodů jsou v tomto článku vyjmuty, aby se snížila složitost, ale obecnou myšlenkou je poskytnout základní koncepci elektrických obvodů.

Doufáme, že jste těmto základním informacím porozuměli elektrické obvody , a chtěli bychom mít další praktické zkušenosti s různými elektrickými a elektronickými obvody. U jakýchkoli vašich požadavků napište komentář v níže uvedené sekci komentářů. Jsme vždy připraveni vám pomoci s průvodcem v této konkrétní oblasti podle vašeho výběru.

Fotografické kredity