Elektriske Kretser :Komponenter, Typer Og Relaterte Begreper

Av Robert Hazen, Ph. D., George Mason University

Elektriske kretser er viktige begreper som har praktiske anvendelser i vårt daglige liv. Det er et veldig enkelt konsept som inneholder tre forskjellige komponenter-en kilde til elektrisk energi—en enhet og en lukket sløyfe av ledende materiale.

Kilde Til Elektrisk Energi

den første komponenten i en elektrisk krets er kilden til elektrisk energi som tillater elektroner å bevege seg. Denne kilden kan være et batteri—en solcelle eller et vannkraftverk-et sted hvor det er en positiv terminal og en negativ terminal og hvorfra ladningen kan strømme fra den ene til den andre. Denne trykk på elektrisk ladning kalles spenning hvis potensial måles i volt.

Enhet I Den Elektriske Kretsen

den andre komponenten er enheten. Den reagerer på strømmen som går gjennom den. I dag er en enhet noe som kan kobles til en stikkontakt og brukes med strøm. Sløyfen er generelt lukket ved hjelp av et ledende materiale. Det er vanligvis en ledning, men det finnes andre typer materialer som kan lukke sløyfen også. For eksempel er det forskjellige strimler av metall inne i fjernsynet som har blitt avsatt på en plastoverflate som kan være ledende materiale eller til og med i noen tilfeller chassiset til en enhet som blir en del av den lukkede kretsen.

Motstand Av Den Elektriske Kretsen

den tredje komponenten er motstanden; hver krets har noen motstand mot strømmen av elektroner. Elektroner kolliderer med andre elektroner og atomer som utgjør ledningen, og de konverterer dermed noe av sin energi til varme. Det er rett og slett ikke mulig å overføre energi fra en form til en annen uten å miste noe av den energien som varme.

Lær mer om elektromagnetisme.

Lommelykt Som En Elektrisk Krets

lommelykten er en enkel enhet som inkorporerer alle tre av disse komponentene. De to batteriene i lommelykten er kilden.

lyspæren på enden av lommelykten er enheten der strømmen strømmer. Strømmen strømmer gjennom en svært liten filament som varmes opp til en svært høy temperatur på grunn av den elektriske motstanden. Som et resultat lyser filamentet sterkt.

kretsen er endelig ferdig med en metallstrimmel som går ned i lommelyktens sidefat. Det er også en trådspole i den ene enden av lommelykten, og i den andre enden er det kontaktpunkter for batteriet, så vel som den andre ledningen som sammen fullfører kretsen.

Bryter, Sikring Og Effektbrytere

Lommelykter og de fleste andre elektriske apparater har også en bryter. En bryter er bare en enhet som bidrar til å bryte den kontinuerlige sløyfen til det ledende materialet.

når bryteren er åpen, er det ingen strømstrøm, men når bryteren er lukket, er det en strømning. I utgangspunktet fungerer alle kretser som dette. Selv i kretsen koblet til veggen på rommet ditt, er det en kontinuerlig løkke av ledning som strekker seg fra hjemmet ditt helt til kraftverket.

en sikring eller en bryter brukes til å forhindre store branner på grunn av overbelastning. En sikring er konstruert for å brenne opp hvis strømmen blir for høy.

Lær mer om termodynamikkens første lov.

Typer Elektriske Kretser

det finnes to typer kretser i hjem og andre vanlige enheter; nemlig serie kretser og parallelle kretser.

Serie Kretser-Serie kretser består av flere enheter, hver av dem koblet opp en etter en etter en i bare en enkelt stor sløyfe. Selv om forskjellige enheter har forskjellige spenninger over dem, strømmer den samme strømmen gjennom hver enhet i seriekretsen.

hvis noen av enhetene i en seriekrets er ødelagt, mislykkes hele kretsen. For eksempel, hvis det er tre lyspærer koblet i en serie, i bare en løkke av ledning koblet til et batteri. Hvis en lyspære skrues ut, mislykkes hele kretsen.

Parallelle Kretser-i parallelle kretser er forskjellige enheter arrangert slik at en enkelt kilde leverer spenning for å skille trådløkker. Spenningen i hver enhet over kretsen er nøyaktig den samme, men generelt vil forskjellige enheter se forskjellige strømmer. I dette tilfellet skal hver enhet fungere selv om de andre mislykkes.

for eksempel, hvis to lyspærer er koblet opp parallelt og en skrues ut, vil den andre fungere. Moderne Juletre lys er gjort i parallelle kretser, slik at selv om et enkelt lys brenner ut, trenger ikke hele strengen å bli kastet ut.

dette er en utskrift fra videoserien The Joy Of Science. Se det nå, På Wondrium.

Systematisering Av Relasjoner Mellom Elektriske Kretser-Kirchhoffs Lover

systematisert oppførsel av kretser er av enorm betydning i elektroteknikk og forklares Av Kirchhoffs Lover. Den første loven sier: «energien som produseres av kilden, er lik energien som forbrukes i kretsen, inkludert varmen som går tapt som følge av motstand.»

den andre loven sier, » strømmen som strømmer inn i et veikryss er lik summen av strømmen som strømmer ut av det krysset.»Dette betyr at strøm er elektroner som strømmer gjennom ledningene, og antall elektroner som strømmer inn i et veikryss er lik antall elektroner som strømmer ut av det krysset.

Lær mer om entropi.

Er Forskjellige Former For Elektrisk Energi Fundamentalt Det Samme?

Michael Faraday gjorde nøye systematiske undersøkelser av alle disse forskjellige typer elektrisitet. Han var i stand til å demonstrere at alle disse forskjellige former for elektrisitet produserte nøyaktig samme type fenomen og resulterte fra bevegelsen av elektroner.

Faraday konkluderte med at alle former for energi produserte gnister, kan strømme gjennom ledninger og kan gjøres for å gjøre arbeid. Hans forskning viste også for første gang at dyr elektrisitet av en elektrisk ål, elektrisitet som kommer fra et batteri, og elektrisitet av lyn var alle ett og samme fenomen.

Elektrisk Strøm Og Strøm

strømmen eller bevegelsen av elektroner gjennom den elektriske kretsen kalles elektrisk strøm. Strømmen måles i ampere. En ampere tilsvarer omtrent 6 milliarder elektroner som passerer et punkt i den kretsen hvert sekund.

et annet viktig begrep knyttet til elektrisitet er strøm. Kraft er definert som arbeid delt på tid. I en elektrisk krets er strømmen lik strømspenning, målt i watt. Jo høyere wattstyrke, desto raskere blir energien som forbrukes av det objektet, det være seg en lyspære, en forsterker eller en hvilken som helst elektrisk enhet.

Lær mer om magnetisme og statisk elektrisitet.

Vanlige Spørsmål Om Bidrag Fra Alessandro Volta Og Oppfinnelsen Av Batteriet