de Robert Hazen, Ph.D., Universitatea George Mason
circuitele electrice sunt concepte importante care au aplicații practice în viața noastră de zi cu zi. Este un concept foarte simplu care încorporează trei componente diferite-o sursă de energie electrică, un dispozitiv și o buclă închisă de material conductor.
sursa de energie electrică
prima componentă dintr-un circuit electric este sursa de energie electrică care permite electronilor să se miște. Această sursă ar putea fi o baterie, o celulă solară sau o centrală hidroelectrică—un loc unde există un terminal pozitiv și un terminal negativ și de unde sarcina ar putea curge de la unul la altul. Această apăsare de sarcină electrică se numește tensiune al cărui potențial este măsurat în volți.
dispozitiv în circuitul Electric
a doua componentă este dispozitivul. Răspunde la curentul care trece prin el. Astăzi, un dispozitiv este ceva care poate fi conectat la o priză de perete și utilizat cu electricitate. Bucla este în general închisă folosind o bucată de material conductor. Este de obicei un fir, dar există și alte tipuri de materiale care pot închide bucla. De exemplu, există diferite benzi de metal în interiorul televizorului care au fost depuse pe o suprafață de plastic care poate fi materialul conductor sau chiar în unele cazuri, șasiul unui dispozitiv care devine parte a circuitului închis.
rezistența circuitului Electric
a treia componentă este rezistența; fiecare circuit are o anumită rezistență la fluxul de electroni. Electronii se ciocnesc cu alți electroni și atomi care alcătuiesc firul și, astfel, transformă o parte din energia lor în căldură. Pur și simplu nu este posibil să transferați energie dintr-o formă în alta fără a pierde o parte din acea energie sub formă de căldură.
Aflați mai multe despre electromagnetism.
lanternă ca Circuit Electric
lanterna este un dispozitiv simplu care încorporează toate aceste trei componente. Cele două baterii din lanternă sunt sursa.
becul de la capătul lanternei este dispozitivul în care curge curentul. Curentul curge printr-un filament foarte mic care se încălzește până la o temperatură foarte ridicată din cauza rezistenței electrice. Ca urmare, filamentul strălucește puternic.
circuitul este în cele din urmă completat de o bandă de metal care coboară pe butoiul lateral al lanternei. Există, de asemenea, o bobină de sârmă la un capăt al lanternei, iar la celălalt capăt există punctele de contact pentru baterie, precum și cealaltă bandă de sârmă care completează împreună circuitul.
întrerupătoarele, siguranța și întrerupătoarele
lanternele și majoritatea celorlalte aparate electrice au, de asemenea, un comutator. Un comutator este doar un dispozitiv care ajută la ruperea buclei continue a materialului conductor.
când comutatorul este deschis, nu există flux de curent, dar când comutatorul este închis, există un flux. Practic, toate circuitele funcționează astfel. Chiar și în circuitul conectat la peretele camerei dvs., există o buclă continuă de sârmă care se extinde de la casa dvs. până la centrala electrică.
o siguranță sau un întrerupător de circuit este utilizat pentru a preveni incendii majore din cauza suprasarcini. O siguranță este proiectată să ardă dacă curentul devine prea mare.
Aflați mai multe despre prima lege a termodinamicii.
tipuri de circuite electrice
există două tipuri de circuite găsite în case și alte dispozitive comune; și anume circuite de serie și circuite paralele.
circuite de serie-circuite de serie constă din mai multe dispozitive, fiecare dintre ele legate unul după altul după altul într-o singură buclă mare. Deși, diferite dispozitive au tensiuni diferite peste ele, același curent curge prin fiecare dispozitiv din circuitul de serie.
Dacă oricare dintre dispozitivele dintr-un circuit de serie este rupt, întregul circuit eșuează. De exemplu, dacă există trei becuri conectate într-o serie, într-o singură buclă de fir conectată la o baterie. Dacă un bec este deșurubat, întregul circuit eșuează.
circuite paralele —în circuite paralele, diferite dispozitive sunt aranjate astfel încât o singură sursă să furnizeze tensiune pentru a separa buclele de sârmă. Tensiunea din fiecare dispozitiv din circuit este exact aceeași, dar, în general, diferite dispozitive vor vedea curenți diferiți. În acest caz, fiecare dispozitiv va funcționa chiar dacă celelalte nu reușesc.
de exemplu, dacă două becuri sunt legate în paralel și unul este deșurubat, celălalt va funcționa. Luminile moderne ale pomului de Crăciun sunt realizate în circuite paralele, astfel încât, chiar dacă o singură lumină arde, întregul fir nu trebuie aruncat.
aceasta este o transcriere din seria video bucuria științei. Uita-te acum, pe Wondrium.
sistematizarea relațiilor dintre circuitele electrice – legile lui Kirchhoff
comportamentul sistematizat al circuitelor are o importanță imensă în ingineria electrică și se explică prin legile lui Kirchhoff. Prima lege afirmă: „energia produsă de sursă este egală cu energia consumată în circuit, inclusiv căldura care se pierde ca urmare a rezistenței.”
a doua lege afirmă: „curentul care curge în orice joncțiune este egal cu suma curenților care curg din acea joncțiune.”Aceasta înseamnă că curentul este electronii care curg prin fire și numărul de electroni care curg într-o joncțiune este egal cu numărul de electroni care curg din acea joncțiune.
Aflați mai multe despre entropie.
sunt diferite forme de energie electrică fundamental la fel?
Michael Faraday a făcut sondaje sistematice atente asupra tuturor acestor tipuri diferite de electricitate. El a fost capabil să demonstreze că toate aceste forme diferite de electricitate au produs exact același tip de fenomen și au rezultat din mișcarea electronilor.
Faraday a concluzionat că toate formele de energie produc scântei, pot curge prin fire și pot fi făcute să funcționeze. Cercetările sale au arătat, de asemenea, pentru prima dată că electricitatea animală a unei anghile electrice, electricitatea provenită de la o baterie și electricitatea fulgerului au fost Toate unul și același fenomen.
curent Electric și putere
fluxul sau mișcarea electronilor prin circuitul electric se numește curent electric. Curentul este măsurat în amperi. Un amper corespunde la aproximativ 6 miliarde de electroni care trec un punct în acel circuit în fiecare secundă.
un alt termen important asociat cu electricitatea este puterea. Puterea este definită ca munca împărțită la timp. Într-un circuit electric, puterea este egală cu tensiunea curentă, măsurată în wați. Cu cât puterea este mai mare, cu atât este mai rapidă energia consumată de acel obiect, fie că este un bec, un amplificator sau orice dispozitiv electric.
Aflați mai multe despre magnetism și electricitate statică.
Întrebări Frecvente despre contribuțiile lui Alessandro Volta și invenția bateriei
când curentul curge printr-un filament foarte mic, acesta se încălzește până la o temperatură foarte ridicată din cauza rezistenței electrice. Acest lucru face ca filamentul să ardă puternic și, astfel, becul din lanternă strălucește.
siguranțele și întrerupătoarele de circuit sunt proiectate pentru a preveni deteriorarea echipamentelor electrice din cauza supraîncărcării. În timp ce siguranțele trebuie înlocuite după o suprasarcină, întreruptoarele trebuie doar resetate.
fluxul de electroni printr-un circuit electric se numește curent electric și se măsoară în amperi.
luminile pomului de Crăciun din vremurile vechi erau un tip de circuit în serie în care, dacă un bec nu funcționa, întregul circuit ar eșua. Cu toate acestea, luminile moderne ale pomului de Crăciun respectă principiul circuitelor paralele