Пособие для начинающих электриков: описание дисциплины тоэ

Электротехника и электромеханика

Электрическая механика – это раздел электротехники. Эта научная дисциплина изучает принципиальные схемы оборудования, двигателей и прочих приборов, использующих электрическую энергию.

Пройдя курс электромеханики для начинающих, новички могут самостоятельно научиться ремонтировать бытовые электрические устройства и приборы. Основные законы электромеханики дают возможность понять, как устроен электродвигатель, чем отличается трансформатор от стабилизатора, что такое генератор и многое другое.

Дополнительная информация. Несомненную пользу новичкам принесут учебные пособия и видео курсы по электротехнике и электромеханике. Если есть друзья или знакомые, разбирающиеся в этом деле, то это только поможет быстро освоить азы этих дисциплин.

Параметры источника питания

Для работы электронная система должна быть подключена к зарядке

Важно отметить: напряжение, подаваемое на клеммы, должно быть в пределах диапазона, приемлемого для системы. Подключение к системе со значением, выше рекомендованного, может привести к необратимой поломке

В случае слишком низкого показателя система будет работать некорректно (или не работать совсем).

После подключения потребуется ток, значение которого следует знать (хотя бы приблизительно) перед присоединением. Отдаваемое источником значение должно быть больше потребляемого устройством. Даже если во много раз превышены потребности, при правильном напряжении будет использовано ровно столько, сколько нужно.

Маркировка проводов

Разберемся с цветами проводки. В современных домах принята трехпроводная система электроснабжения: фаза, ноль, “земля” (правильно говорить заземление).

Если ваш дом старой постройки, то там, скорее всего только два провода- фаза и ноль.

Чтобы никто их не перепутал, их маркируют разными цветами. Для переменного тока ноль – голубой или синий, “земля” – желто-зеленая, фаза-любой другой цвет. Фазе не назначен определенный цвет, так как их может быть и две, и три, а соответственно, в ваш дом может прийти не одна, а три фазы, в зависимости от схемы подключения.

Ноль в сети нужен для того, чтобы цепь могла замкнуться, то есть, задача ноля-поддержания рабочего режима прибора.

Заземление служит для того, чтобы создать дополнительную защиту от поражения электрическим током. Допустим, во время работы стиральной машинки внутри нее отвалился провод и упал оголенным концом на ее корпус. Естественно, на корпусе стиральной машинки возникает опасное напряжение, близкое к 220 В. В такой ситуации велика вероятность получения поражения электрическим током. Так как сопротивление заземляющего провода ниже, чем сопротивление тела человека, ток потечет по наиболее легкому для себя пути – через заземляющий провод. Соответственно, это убережет вас от травмы. А при наличии УЗО или дифавтомата, сразу отключит аварийную сеть от напряжения.

Важно помнить, что заземляющий провод защищает только при правильном подключении! При нарушениях в монтаже он может нести дополнительную опасность. Вне зависимости от цвета провода, перед тем, как прикоснуться к нему, обязательно проверьте отсутствие напряжения на нем! Неизвестно кто собирал проводку до вас – мастер или дилетант

Вне зависимости от цвета провода, перед тем, как прикоснуться к нему, обязательно проверьте отсутствие напряжения на нем! Неизвестно кто собирал проводку до вас – мастер или дилетант.

Для каждого домашнего электрика важно знать, где он имеет право производить ремонт электропроводки. В договоре электроснабжения говорится, что электрическая сеть для потребителя начинается на верхних контактах автомата, установленного перед счетчиком

Из этого следует, что электрический счетчик тоже относится к вашей собственности, но так как счетчик – это прибор, работа которого должна быть гарантирована невмешательством в его схему подключения и конструктив, он обычно опломбирован. Заменить электросчетчик мы имеем право самостоятельно, но только в том случае, если предварительно пригласили представителя электроснабжающей организации для снятия пломб.

Выполнение электромонтажных работ

Создание электрических сетей состоит из нескольких этапов:

проектирования;
подготовки материалов и инструментов;
прокладки проводки.

Необходимые инструменты

Для работы потребуются:

фазоискатель;
плоскогубцы;
кусачки;
ножи;
изоляционная лента;
отвертки;
мультиметр для проверки сетей.

Удаление виниловой изоляции с проводов (зачистка)

Процедура сопряжена с некоторыми сложностями. Ее нужно проводить так, чтобы не повреждалась токопроводящая жила. Иногда каждый проводник защищается виниловой изоляцией. Набор таких шин помещается в еще одну оплетку. В таком случае нужно разрезать верхний слой, не повреждая внутренней изоляции. Для снятия оплетки используют тупой нож, для зачистки медных или алюминиевых жил — острый.

Изоляция

Места соединения или повреждения оплетки тщательно изолируют. При электромонтаже для этого используют специальную ленту. Для начала жилы изолируют раздельно, затем вместе. Нанесенный на изоленту клей должен обеспечивать прочную фиксацию. Материал надежно приклеивают к виниловой оплетке на ширину, препятствующую отслаиванию или сползанию.

Прокладка проводки

Современный провод укладывают без дополнительной изоляции. При проведении работ учитывают, что:

места соединений оставляют в свободном доступе;
провод не должен подвергаться механическим воздействиям;
нужно исключать влияние агрессивных факторов на места соединений;
нельзя задевать проводку инструментом при выполнении каких-либо работ.

При прокладке кабелей под землей используют бронированный канал. Гидроизоляция не является обязательной, поскольку провод нечувствителен к воздействию влаги.

Центр дополнительного образования «101 курс» (СВАО)

Адрес: м. Дмитровская, ул. Новодмитровская, д. 5А, строение 2, офис 627 Сайт: https://101course.ru Телефон Стоимость: 13100 р. за курс

Обучение на электромонтера в — это тесный сплав теории и практических занятий. Вы начнёте с азов – основ электротехники и электросетей, правил безопасности при работе с электричеством.

После этого вы научитесь:

разбираться в устройстве любых электрогенераторов и электродвигателей;
пользоваться электромонтажным оборудованием;
проектировать схемы электрификации квартир, загородных домов, общественных зданий;
собирать электрические цепи разной сложности;
выявлять и устранять неполадки в электросетях.

По завершению обучения на курсе вы получите:

Официальный документ об окончании – удостоверение установленного образца, с присвоением квалификации «электромонтер».
Дополнительно – оформление 2-й или 3-й квалификационной группы по электробезопасности.
Содействие в трудоустройстве со стороны . В числе наших клиентов – множество компаний, связанных со строительством, и им регулярно требуются специалисты-электрики.

Программа обучения:

Занятие №1. Основы электричества (основы электротехники).
Занятие №2. Постоянный электрический ток. Переменный электрический ток.
Занятие №3. Электрогенераторы и электродвигатели.
Занятие №4. Получение и преобразование электрической энергии. Электробезопасность.
Занятие №5. Общие требования к проектированию электрооборудования. Общие требования к монтажу электрооборудования.
Занятие №6. Провода и кабели. Электромонтажное оборудование.
Занятие №7. Автоматические устройства защитного отключения.
Занятие №8. Силовые цепи.
Занятие №9. Цепи освещения.
Занятия №10. Проектирование квартир. Электромонтаж квартир.
Занятия №11. Проектирование общественных зданий. Электромонтаж общественных зданий.
Занятия №12. Проектирование загородного дома. Электромонтаж загородного дома.
Занятия с №13 по №18 (практические занятия). Монтажные работы. Сборка простых электрических цепей. Сборка макета электрификации квартиры.
Сдача тестов, и итогового экзамена.

Практических занятий: 24 час. Теоретических занятий: 48 час.

Ответственность за непрохождение обучения

Часть 1 статьи 9.1 КоАП РФ предусматривает наложение штрафа за нарушение требований промышленной безопасности или условий лицензий на осуществление видов деятельности в области промышленной безопасности опасных производственных объектов, что относится в полной мере к эксплуатации, обслуживанию и ремонту электрооборудования, в размере:

для граждан от 2000 до 3000 рублей;
для должностных лиц от 20000 до 30000 рублей или дисквалификацию на срок от 6 до 12 месяцев;
для юридических лиц от 200000 до 300000 рублей или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток.

Энергия и мощность в электротехнике

Электрика для начинающих даёт разъяснения терминов энергии и мощности. Эти характеристики напрямую связаны с законом Ома. Энергия может перетекать из одной в другую форму. То есть она может быть ядерной, механической, тепловой и электрической.

В динамиках звуковых устройств потенциал электрического тока преобразовывается в энергию звуковых волн. В электродвигателях токовый энергопоток превращается в механическую энергию, которая заставляет вращаться ротор мотора.

Любые электрические устройства потребляют нужное количество электроэнергии в течение определённого временного промежутка. Количество потреблённой энергии в единицу времени является мощностью потребителя электричества. Более подробное толкование мощности можно найти в главах учебного пособия, посвящённых электромеханике для начинающих.

Мощность определяют по формуле:

N = I x U.

Измеряется этот параметр в ваттах. Единица измерения мощности Ватт означает, что ток силой в один Ампер перемещается под напряжением 1 Вольт. При этом сопротивление проводника равно 1-му Ому. Такая трактовка характеристики тока наиболее понятна для начинающих постигать основы электричества.

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока, измеряемой в амперах.

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля. Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица – вольт. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление, измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока – 1 А.

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

Сила тока: I = U/R (ампер).
Напряжение: U = I x R (вольт).
Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким – на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов – напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Системы автоматической защиты

Электросеть несет 2 вида угроз:

Мощность бытовой проводки достаточна для возгорания материалов, используемых при отделке помещений. Замыкание в сети приводит к неконтролируемому повышению силы тока и воспламенению. Свести вероятность возникновения такой ситуации к нулю невозможно, однако ее снижают путем введения в цепь автоматического выключателя. При повышении параметров тока пластина устройства деформируется, высвобождается пружина, которая размыкает контакты. Автомат не реагирует на импульсы пускового тока.
Нулевой провод связан с землей, фазовый находится под напряжением по отношению к ней. Между таким проводником и заземленными предметами возникает ток. Поражение человека электричеством, образующимся между 2 сетевыми кабелями, практически не опасно. Однако при некоторых условиях прохождения тока электротравма становится смертельной. Автоматические системы защиты следят, чтобы ток входил в один провод и уходил по другому. При появлении напряжения между фазой и заземленным предметом, например, телом человека, УЗО обесточивает сеть.

Наука электротехника

В физике электротехника изучает все понятия, связанные с электричеством. Её проходят все, кто хочет получить специальность электрика. В учебных заведениях дисциплина называется «ТОЭ» — теоретические основы электротехники. Впервые об этой науке узнали в XIX веке, когда был изобретён источник тока и построены электрические цепи. Затем учёные сделали несколько физических открытий, а также в области математики и химии.

На первых занятиях ТОЭ студенты изучают основы электрического тока, его определение, разбираются свойства, сферы использования и характеристики. Затем рассказывают студентам о магнитных полях, приборах, которые получают питание от сети. Необязательно получать специальное образование в институте или колледже. Разобраться с работой электрической проводки можно самостоятельно.

Как проверить напряжение мультиметром

черный провод мультиметра необходимо подключить к разъему „COM”;
красный провод необходимо подключить к разъему для измерения напряжения „V” (Внимание ! Подключение проводов иным образом может привести к повреждению прибора!)
мы ожидаем получить значение около 1,5 вольта, поэтому ручку мультиметра устанавливаем на значение «20» в области DCV или V- (буква V с тире, означает постоянный ток) и если это необходимо, включаем прибор (некоторые модели включаются при повороте ручки), при этом мультиметр должен показать 0;
металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся выводов батарейки… но какой куда? Попробуйте обе комбинации – результат должен быть один и тот же, только в одном случае будет отражаться положительное число, а в другом случае то же число, но только со знаком минус.
считываем значение – в нашем случае напряжение новой батарейки составляет 1,62 вольт;
выключаем мультиметр.

ВНИМАНИЕ!

Во время проведения измерений, чтобы не повредить мультиметр, всегда выбирайте диапазон измерения большее максимально ожидаемого результата! Если мы не знаем чего ожидать, то безопаснее будет выбрать более высокий диапазон и в дальнейшем уменьшить его для получения максимально точного результата.

Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

заряженный аккумулятор 1,2 вольта, размер АА — мультиметр показал 1,34 вольт.
частично разряженный аккумулятор Ni-Mh (используемый в камере) — мультиметр наш показал 1,25 вольт.

Далее нам понадобятся 4 батарейки формата ААА, кассета для 4 батареек и макетная плата (что такое макетная плата и как ею пользоваться можно узнать здесь). Установим наши 4 батарейки в кассету. Затем концы проводов кассеты вставим в отверстия макетной платы так, как это показано на следующих фото:

Следующим шагом будет подготовка соединительных проводов (перемычек), их еще называют джамперами. Это такие провода, которые будут объединять отдельные радиодетали между собой на макетной плате.

Конечно же, какое-то количество джамперов входит в комплект вместе с макетной платой. Но если их у вас нет, то не беда, их можно сделать самим.

Для этого нам понадобится: компьютерный кабель, так называемая витая пара, ножницы или острый нож.

Для начала необходимо снять изоляцию с кабеля. Внутри кабеля мы видим скрученные между собой тонкие провода. Следующим шагом будет нарезка проводов необходимой длинны. И последнее что необходимо – это зачистить с обоих концов изоляцию примерно на 1 см.

Далее. Нам понадобится 4 короткие перемычки (для соединения линий питания платы) и 2 длинные, лучше если они будут красного и синего цвета.

Теперь мы на макетной плате соберем нашу первую схему. Возьмем резистор 22кОм с цветными полосками (красный-красный-оранжевый-золотой). А какое реальное сопротивление данного резистора? Давайте проверим это мультиметром!

Шаг 10: Научитесь использовать микроконтроллеры в своих проектах

Благодаря встроенным микросхемам и собственному проекту печатной платы вы можете многое сделать.

Но, тем не менее, если вы действительно хотите свободно создавать то, что хотите, вам нужно научиться использовать микроконтроллеры . Это действительно выведет ваши проекты на новый уровень.

Научитесь использовать микроконтроллер, и вы сможете создавать расширенные функциональные возможности с помощью нескольких строк кода вместо использования огромного набора компонентов для той же цели.

Одни из популярных микроконтроллеров сейчас — это AVR, ARM. К примеру в популярной линейке устройств Arduino применяются микроконтроллеры Atmel AVR.

Вот несколько моих проектов на Ардуино с которыми вы можете ознакомиться:

Веб-сервер

Информация о дата-центре

Sprinthost.ru LLC AS35278 SPRINTHOST.RU LLC Saint Petersburg Saint Petersburg City Russian Federation 59.8944, 30.2642

Время загрузки веб-сервера составляет 0.42 секунды

Серверами доменных имён являются ns1.sprinthost.ru (141.8.196.224), ns2.sprinthost.ru (78.140.198.148). ИП адрес сайта 141.8.192.41
ИП:	141.8.192.41
Тип сервера:	nginx
Кодировка:	UTF-8

ПИНГ www.zametkielectrika.ru (141.8.192.41) Размер пакета составляет 39 байт.
39 байт для 141.8.192.41: seq_num=1 TTL=64	25.7 мс
39 байт для 141.8.192.41: seq_num=2 TTL=64	24.9 мс
39 байт для 141.8.192.41: seq_num=3 TTL=64	25.5 мс

— www.zametkielectrika.ru результаты пинга —
4 запроса отправлено, 4 пакета получено, 0 потеряно (0% потерь)
Средний пинг до сервера составляет 19 мс, и среднее время загрузки сайта 0.42 секунды.

Конфигурация веб-сервера
Контроль кеша:	max-age=3, must-revalidate
Тип содержания:	text/html;
Дата:	Sat, 25 Mar 2021 21:00:12 GMT
Веб-сервер:	nginx
Х-поддержка:	PHP/5.4.42
Разное:	+
П3П:	—
Добавление куки:	—
Е-тэг:	—
Содержание MD5:	—
Штифты открытого ключа:	—

Данные являются приблизительными* Последнее обновление: 04.04.2017 10:15:12

Безопасность и практика

Основы электротехники для начинающих делают особое ударение на правилах техники безопасности. Их несоблюдение на практике порой может стать причиной получения электротравм и повреждения имущества. Для новичков в электротехнике надо следовать четырём основным требованиям ТБ.

Четыре правила техники безопасности для новичков:

Перед работой с каким-либо устройством или оборудованием следует ознакомиться с его документацией. Все руководства по эксплуатации имеют раздел безопасности. В нём описаны опасные действия, которые могут вызвать короткое замыкание или удар электрическим током.
Прежде, чем приступать к работе с электротехническими устройствами или электропроводкой, нужно отключить электричество. Затем произвести осмотр состояния изоляции проводников. Если обнаружено нарушение изоляционного покрытия, то оголённую часть проводников надо покрыть отрезком изоляционной ленты.
При работе с проводкой и оборудованием под напряжением бытовой электросети надо использовать диэлектрические перчатки, защитные очки и обувь на толстой резиновой подошве. В электрораспределительных шкафах, щитах и электроустановках новичкам вообще делать нечего. Ими занимаются квалифицированные электрики, которые имеют допуск к работе под напряжением.
Ни в коем случае нельзя касаться оголённых проводников руками. Для этого есть отвёртки-пробники, мультиметры и другие электроизмерительные приборы. Только убедившись в отсутствии напряжения, можно касаться проводов.

С чего начать изучение основ электротехники

Электротехника для начинающих доступна на многих информационных носителях. Современные средства массовой информации не испытывают дефицита в учебных пособиях по основам электричества. Самоучители по электрике приобретают в сети интернет или книжных магазинах. Уроки электрика новичок может получить в виде бесплатного видеокурса об основах электричества через интернет. Онлайн видео лекции в доступной форме обучают всех желающих основам электричества.

Обратите внимание! Книга, несмотря на доступные видеоресурсы в сети, до сих пор считается самым удобным источником информации. Пользуясь самоучителем по электрике с нуля, не нужно всё время включать ПК. Учебник всегда будет под рукой

Учебник всегда будет под рукой.

Самоучители служат незаменимыми помощниками для того, чтобы отремонтировать электропроводку, починить выключатель, розетку, установить датчик движения и заменить предохранители в бытовых электроприборах.

Выбор платформы: Arduino или Raspberry Pi

Две самые знаменитые платформы для реализации проектов «сделай сам» — это микрокомпьютер Raspberry Pi и микроконтроллер Arduino. А знаменитость в таких случаях означает массу совместимых компонентов и мануалов, которые можно применять без изменений.

Arduino Uno и Raspberry Pi 3B+

Arduino — это опенсорсная плата на основе чипов Atmel ATmega 8/168/328 AVR. Ее основное применение — работа с датчиками и сенсорами. Данная плата прекрасно подходит для простых проектов, где от гаджета требуется только реагировать на поступающие данные.

Для начала работы с Arduino понадобится среда разработки — . В ней обычно пишут на Arduino programming language. Но есть и поддержка С и С++.

ПО для работы с Arduino простое в использовании и не вызовет вопросов у новичка, но при этом оно достаточно гибкое, чтобы не переставать им пользоваться и потом. Arduino IDE без особых проблем идет в Mac, Windows и Linux.

В общем, Arduino — это мастхев для любого, кто хочет научиться электроники и начать мастерить что-то электронное. В качестве начального проекта подойдет любой из готовых наборов либо что-то из наработок сообщества Arduino. Самый легкий вариант можно собрать на .

В модельной линейке фирменных Arduino есть разные варианты. В первую очередь вам пригодятся Uno или Leonardo.

Таблица сравнения моделей Uno и Leonardo

Главное различие между ними в том, что Leonardo может подключаться не только как СОМ-порт, но и как мышка или клавиатура. В остальном разница между Uno и Leonardo не существенна. Зато когда вы возьметесь за более амбициозные проекты, то обязательно взгляните на Mega и Duo, у них много важных отличий: больше входов и выходов, больше оперативной и флеш-памяти. А модель Micro выделяется своими размерами — всего 4,8 на 1,77 см.

К тому же у Arduino есть многочисленные клоны, многие из которых по качеству совсем не уступают оригиналу. Стоить они могут намного дешевле, но совместимы с софтом и модулями для Arduino. Нет ничего особенно зазорного в покупке клона, поскольку дизайн Arduino опенсорсный. А вот за сборку и качество компонентов клонов отвечают только их производители. Также различаться могут размеры и разводка, расположение кнопок и светодиодов — в тех рамках, что не мешают совместимости с периферией.

Многочисленные клоны Arduino

Вы можете заказать плату по очень приятной цене на «Aliexpress», но проблема в том, что нет легкого способа отличить качественный клон от некачественной подделки по фотографии. Брак бывает малозаметен, как изображено на картинке.

Различия между оригиналом и фальшивкой

Однако если вам уже попалась нерабочая плата, то и ее при желании (и некотором умении) .

Другая распространенная проблема с дешевыми китайскими клонами — это использование чипа CH340 вместо ATmega. Если видите Arduino за 200 рублей, то там наверняка стоит именно этот CH340 чип. Однако для его поддержки нужно всего лишь установить другой , так что в каком-то смысле экономия может быть очень даже оправданной.

Что же касается Raspberry Pi, это компьютер со своей операционной системой, на него даже можно установить большинство программ для Linux (если есть сборка для ARM или если удастся собрать из исходных кодов). Из Raspberry Pi делают игровые приставки, камеры видеонаблюдения, устройства с тачскринами и файловый сервер с блокировкой рекламы и т.д.

Если для вашего проекта нужен полноценный компьютер с разнообразием утилит и библиотек, то Raspberry Pi или Raspberry Pi Zero W — отличный, хорошо поддерживаемый разработчиками и сообществом вариант. При желании вы даже можете связать Arduino и Raspberry Pi, чтобы они работали в связке: например, несколько микроконтроллеров Arduino будут собирать информацию с датчиков, а Raspberry Pi обрабатывать ее.

1.1. Основные пояснения и термины

Электротехника

— это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях получения, преобразования, передачи и потребления электрической энергии.

Электроника

— это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях получения, преобразования, передачи и потребления информации.

Каждая наука имеет свою терминологию. Запомним термины, понятия электротехники и электроники.

Электрическая цепь

— это совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи, преобразования и использования электрического тока.

Все электротехнические устройства по назначению, принципу действия и конструктивному оформлению можно разделить на три большие группы.

Источники энергии, т.е. устройства, вырабатывающие электрический ток (генераторы, термоэлементы, фотоэлементы, химические элементы).

Электродвижущая сила

— электрическая разность потенциалов, создаваемая источником электрической энергии (электрохимическим элементом, механическим генератором, термоэлементом, фотоэлементом и пр.).

Приемники, или нагрузка, т.е. устройства, потребляющие электрический ток (электродвигатели, электролампы, электрические механизмы и т.д.).

Проводники, а также различная коммутационная аппаратура (выключатели, реле, контакторы и т.д.).

Направленное движение электрических зарядов называют электрическим током. Электрический ток может возникать в замкнутой электрической цепи. Электрический ток, направление и величина которого неизменны, называют постоянным током и обозначают прописной буквой I

Электрический ток, величина и направление которого не остаются постоянными, называется переменным током. Значение переменного тока в рассматриваемый момент времени называют мгновенным и обозначают строчной буквой i

Для работы электрической цепи необходимо наличие источников энергии. В любом источнике за счет сторонних сил неэлектрического происхождения создается электродвижущая сила. На зажимах источника возникает разность потенциалов или напряжение, под воздействием которого во внешней, присоединенной к источнику части цепи, возникает электрический ток. Различают активные и пассивные цепи, участки и элементы цепей. Активными называют электрические цепи, содержащие источники энергии, пассивными — электрические цепи, не содержащие источников энергии.

Линейная электрическая цепь

— это такая цепь, в которой ни один параметр цепи не зависит от величины или направления тока, или напряжения.

Нелинейная электрическая цепь

— это такая электрическая цепь, которая содержит хотя бы один нелинейный элемент. Параметры нелинейных элементов зависят от величины или направления тока, или напряжения.

Электрическая схема

— это графическое изображение электрической цепи, включающее в себя условные обозначения устройств и показывающее соединение этих устройств. На рис. 1.1 изображена электрическая схема цепи, состоящей из источника энергии, электроламп 1 и 2, электродвигателя 3.

Рис. 1.1

Для облегчения анализа электрическую цепь заменяют схемой замещения.

Схема замещения

— это графическое изображение электрической цепи с помощью идеальных элементов, параметрами которых являются параметры замещаемых элементов.

На рисунке 1.2 показана схема замещения.

Рис. 1.2