Iekārtojot jaunu dzīvokli vai māju, atjaunojot vai atjaunojot mājokli, ir jārisina elementi, kas paredzēti elektriskās strāvas plūsmai. Ir svarīgi zināt, kas ir elektriskā ķēde, no kā tā sastāv, kāpēc ir nepieciešama ķēde un kādi aprēķini jāveic.
Kas ir elektriskās ķēdes
Elektriskā ķēde ir dažādu savstarpēji savienotu elementu komplekss. Tas ir paredzēts elektriskās strāvas plūsmai, kur notiek pārejas gadījumi. Elektronu kustību nodrošina potenciāla starpības klātbūtne, un to var aprakstīt, izmantojot tādus terminus kā spriegums un strāva.
Iekšējā ķēde tiek nodrošināta, pieslēdzot spriegumu kā strāvas avotu. Pārējie elementi veido ārēju tīklu. Lādiņu kustībai lauka enerģijas avotā būs nepieciešams ārējs spēks. Tas var būt ģeneratora, transformatora vai galvaniskā avota tinums.
Lai šāda sistēma darbotos pareizi, tās ķēde ir jāaizver, pretējā gadījumā strāva neplūst. Tas ir visu ierīču saskaņotas darbības priekšnoteikums. Ne katra ķēde var būt elektriskā ķēde. Piemēram, zemes vai aizsardzības līnijas nav tādas, jo caur tām normāli neplūst strāva. Pēc darbības principa tos var saukt par elektriskiem. Ārkārtas situācijā strāva iet caur tiem, un ķēde aizveras, nonākot zemē.
Atkarībā no strāvas avota spriegums ķēdē var būt nemainīgs vai mainīgs. Elementu akumulators nodrošina pastāvīgu spriegumu, un ģeneratoru vai transformatoru tinumi nodrošina mainīgu spriegumu.
Galvenie komponenti
Visas ķēdes sastāvdaļas piedalās vienā elektromagnētiskajā procesā. Tās parasti iedala trīs grupās.
- Primārie elektriskās enerģijas avoti un signāli var pārveidot neelektromagnētisko enerģiju par elektrisko enerģiju. Piemēram, galvaniskais elements, akumulators, elektromehāniskais ģenerators.
- Sekundārajam tipam gan ieejā, gan izejā ir elektriskā enerģija. Mainās tikai tā parametri - spriegums un strāva, to forma, lielums un frekvence. Piemērs varētu būt taisngrieži, invertori, transformatori.
- Aktīvās enerģijas patērētāji pārveido elektrisko strāvu apgaismojumā vai siltumā. Tās ir elektrotermiskās ierīces, lampas, rezistori, elektromotori.
- Papildu sastāvdaļās ietilpst komutācijas ierīces, mērierīces, savienojošie elementi un vads.
Visvienkāršākā līnijas shēma ietver galvanisko elementu. Ar vadu palīdzību caur slēdzi tam ir pievienota kvēlspuldze. Lai izmērītu strāvu un spriegumu, tajā ir iekļauts voltmetrs un ampērmetrs.
Kontūru klasifikācija
Elektriskās ķēdes klasificē pēc sarežģītības veida: vienkāršas (sazarotas) un sarežģītas (sazarotas). Ir sadalījums līdzstrāvas un maiņstrāvas ķēdēs, kā arī sinusoidālās un ne-sinusoidālās.Pamatojoties uz elementu raksturu, tie ir lineāri un nelineāri. Maiņstrāvas līnijas var būt vienfāzes un trīsfāzu.
Atzarots un atzarots
Tā pati strāva plūst visos nesazarotās ķēdes elementos. Visvienkāršākā sazarotā līnija ietver trīs atzarus un divus mezglus. Katrai filiālei ir sava strāva. Zaru definē kā ķēdes posmu, ko veido virknē savienoti elementi, kas noslēgti starp diviem mezgliem. Mezgls ir punkts, kurā saplūst trīs zari.
Ja diagrammā tiek uzlikts punkts divu taisnu līniju krustojumā, šajā vietā ir divu līniju elektriskais savienojums. Ja mezgls nav atzīmēts, ķēde nav sazarota.
Lineāra un nelineāra
Elektrisko ķēdi, kurā patērētāji nav atkarīgi no sprieguma vērtības un strāvu virziena, un visi komponenti ir lineāri, sauc par lineāru. Šādas ķēdes elementi ietver atkarīgus un neatkarīgus strāvu un spriegumu avotus. Lineārā gadījumā elementa pretestība nav atkarīga no strāvas, piemēram, elektriskās krāsns.
Nelineārā gadījumā pasīvie elementi ir atkarīgi no strāvu un spriegumu virziena vērtībām, tiem ir vismaz viens nelineārs elements. Piemēram, kvēlspuldzes pretestību ietekmē sprieguma un strāvas pārspriegumi.
Elementu apzīmējumi diagrammā
Zīmējumam ir pievienoti papildu dokumenti. Viņu sarakstu var norādīt alfabētiskā secībā ar digitālo šķirošanu pašā zīmējumā vai uz atsevišķas lapas. Tiek klasificēti desmit ķēžu veidi, elektrotehnikā parasti tiek izmantotas trīs galvenās shēmas.
- Funkcionālai ir minimāla detalizācija. Mezglu galvenās funkcijas ir attēlotas ar taisnstūri ar burtu apzīmējumiem.
- Shematiskajā diagrammā detalizēti parādīts izmantoto elementu dizains, kā arī to savienojumi un kontakti. Nepieciešamos parametrus var parādīt tieši diagrammā vai atsevišķā dokumentā. Ja ir norādīta tikai daļa instalācijas, tā ir vienas līnijas shēma, kad ir norādīti visi elementi - pabeigta.
- Elektroinstalācijas shēmā tiek izmantoti elementu atsauces apzīmējumi, to atrašanās vieta, uzstādīšanas metode un secība.
Lai lasītu elektriskās ķēdes, jums jāzina parastie grafiskie simboli. Vadi, kas savieno elementus, ir parādīti ar līnijām. Cietā līnija ir vispārējs elektroinstalācijas apzīmējums. Virs tā var norādīt datus par dēšanas metodi, materiālu, spriegumu, strāvu. Vienas līnijas shēmai vadītāju grupa ir parādīta ar pārtrauktu līniju. Sākumā un beigās norādiet stieples marķējumu un tā savienojuma vietu.
Vertikālie iegriezumi uz vadu līnijas norāda vadu skaitu. Ja to ir vairāk nekā trīs, tiek veikts digitālais apzīmējums. Pārtrauktā līnija apzīmē vadības ķēdes, drošības tīklu, evakuāciju, avārijas apgaismojumu.
Diagrammā esošais slēdzis izskatās kā aplis, kura līnija ir noliekta pa labi. Pēc domuzīmju veida un skaita tiek noteikti ierīces parametri.
Papildus galvenajiem rasējumiem ir līdzvērtīgas shēmas.
Trīsfāžu elektriskās ķēdes
Starp elektriskajām ķēdēm ir izplatītas gan vienfāzes, gan daudzfāžu sistēmas. Katru daudzfāzu ķēdes daļu raksturo vienāda strāvas vērtība, un to sauc par fāzi. Elektrotehnika izšķir divus šī termina jēdzienus. Pirmais ir tiešs trīsfāžu sistēmas komponents. Otrā ir vērtība, kas sinusoidāli mainās.
Trīsfāzu ķēde ir viena no daudzfāzu maiņstrāvas sistēmām, kurā darbojas vienas un tās pašas frekvences sinusoidālais EMF (elektromotora spēks), kas laika ziņā viens pret otru tiek nobīdīts ar noteiktu fāzes leņķi. To veido trīsfāžu ģeneratora tinumi, trīs strāvas uztvērēji un savienojošie vadi.
Šādas shēmas kalpo, lai nodrošinātu elektroenerģijas ražošanu, tās pārraidi, sadali un tām ir šādas priekšrocības:
- elektroenerģijas ražošanas un transportēšanas rentabilitāte salīdzinājumā ar vienfāzes sistēmu;
- vienkārša magnētiskā lauka ģenerēšana, kas nepieciešama trīsfāžu asinhronā elektromotora darbībai;
- tas pats ģeneratoru komplekts rada divus darba spriegumus - līniju un fāzi.
Trīsfāzu sistēma ir izdevīga, pārraidot elektrību lielos attālumos. Turklāt materiālu patēriņš ir daudz mazāks nekā vienfāzes. Galvenie patērētāji ir transformatori, asinhronie elektromotori, pārveidotāji, indukcijas krāsnis, jaudīgas apkures un elektrostacijas. Starp vienfāzes mazjaudas ierīcēm var atzīmēt elektroinstrumentus, kvēlspuldzes, sadzīves tehniku, barošanas avotus.
Trīsfāžu ķēde atšķiras ar ievērojamu sistēmas līdzsvaru. Metodes fāžu savienošanai saņēma struktūru "zvaigzne" un "trīsstūris". Parasti elektrisko mašīnu ģenerēšanas fāzes savieno "zvaigzne", bet patērētāju fāzes - "zvaigzne" un "trīsstūris".
Elektriskajās ķēdēs spēkā esošie likumi
- Oma likums ķēdes taisnai daļai, kas nosaka attiecības starp elektromotoru spēku, avota spriegumu ar strāvu, kas plūst vadītājā, un paša vadītāja pretestību.
- Lai atrastu visas strāvas un spriegumus, izmantojiet Kirhofa noteikumus, kas darbojas starp strāvām un jebkuras elektriskās ķēdes daļas spriegumiem.
- Džoula – Lenca likums nosaka elektriskās strāvas siltuma efektu.
Tiešās strāvas ķēdēs elektromotora spēka darbības virziens tiek norādīts no negatīvā uz pozitīvo potenciālu. Virziens tiek pieņemts kā pozitīvo lādiņu kustība. Šajā gadījumā bulta tiek virzīta no augstāka potenciāla uz zemāku. Spriegums vienmēr tiek virzīts tajā pašā virzienā kā strāva.
Sinusoidālajās EMF ķēdēs spriegumu un strāvu apzīmē, izmantojot strāvas pusciklu, kamēr tas nemaina tā virzienu. Lai uzsvērtu potenciālu atšķirību, tos norāda ar zīmēm "+" un "-".
Kā tiek aprēķinātas elektriskās ķēdes
- metode, kuras pamatā ir Ohma likums un Kirhofa likumi;
- metode cilpu strāvu noteikšanai;
- ekvivalentu transformāciju saņemšana;
- metode aizsargvadītāju pretestības mērīšanai;
- mezglu potenciāla aprēķināšana;
- identiska ģeneratora metode un citi.
Pamats vienkāršas elektriskās ķēdes aprēķināšanai saskaņā ar Ohma likumu ir strāvas stipruma noteikšana atsevišķā sadaļā ar zināmu vadītāju pretestību un noteiktu spriegumu.
Saskaņā ar problēmas stāvokli ir zināmas ķēdei pievienoto rezistoru R1, R2, R3, R4, R5, R6 pretestības (neņemot vērā ampērmetra pretestību). Jāaprēķina strāvu J1, J2… J6 stiprums.
Diagrammā ir trīs secīgas sadaļas. Turklāt otrajam un trešajam ir atzari. Šo sekciju pretestības tiks apzīmētas kā R1, R ', R ". Tad kopējā pretestība ir vienāda ar pretestību summu:
R = R1 + R '+ R "kur
R ' - paralēli savienoto rezistoru kopējā pretestība R2, R3, R4.
R " - rezistoru kopējā pretestība R5 un R6.
Izmantojot paralēlā savienojuma likumu, mēs aprēķinām pretestību R 'un R ".
1 / R '= 1 / R2 + 1 / R3 + 1 / R4
1 / R "= 1 / R5 + 1 / R6
Lai noteiktu pašreizējo stiprumu nesazarotā ķēdē, zinot kopējo pretestību pie noteiktā sprieguma, varat izmantot šādu formulu:
I = U / R, pēc tam I = I1
Lai aprēķinātu pašreizējo stiprumu atsevišķās filiālēs, jums jānosaka spriegums sērijveida ķēžu sekcijās saskaņā ar Ohma likumu:
U1 = IR1; U2 = IR '; U3 = IR ";
Zinot noteiktu sekciju spriegumu, jūs varat aprēķināt pašreizējo stiprumu atsevišķām zarām:
I2 = U2 / R2; I3 = U2 / R3; I4 = U2 / R4; I5 = U3 / R5; I6 = U3 / R6
Dažreiz ir jānoskaidro sekciju pretestība pēc zināmiem sprieguma, strāvas stipruma, citu sekciju pretestības parametriem vai jāveic sprieguma aprēķins, izmantojot pieejamos pretestības datus un strāvas stiprumu.
Metožu galvenā daļa ir vērsta uz aprēķinu vienkāršošanu. To panāk, pielāgojot vienādojumu sistēmas vai pašu ķēdi. Elektrisko ķēžu aprēķins tiek veikts dažādos veidos, atkarībā no to sarežģītības klases.
