Circuit électrique et ses éléments

Dans un circuit électrique, il doit y avoir une source de mouvement de particules chargées électriquement, appelée courant électrique. En d'autres termes, le courant électrique doit avoir son propre agent pathogène. Un tel excitateur de courant, appelé source (générateur), fait partie intégrante d'un circuit électrique.

Le courant électrique peut provoquer une variété d'effets dans la nature, par exemple, il fait briller les ampoules à incandescence, entraîne des appareils de chauffage et des moteurs électriques. Tous ces appareils et appareils sont appelés récepteurs de courant électrique. Comme le courant les traverse, c'est-à-dire qu'ils sont inclus dans un circuit électrique, les récepteurs sont également des éléments du circuit.

La circulation du courant nécessite qu'il y ait une connexion entre la source et le puits, qui est réalisée au moyen de fils électriques, qui sont le troisième composant important d'un circuit électrique.

Circuit électrique - un ensemble de dispositifs conçus pour le passage du courant électrique. Le circuit est formé de sources d'énergie (générateurs), de consommateurs d'énergie (charges), de systèmes de transmission d'énergie (fils).

Un circuit électrique est un ensemble d'appareils et d'objets qui forment un chemin pour électricité, processus électromagnétiques qui peuvent être décrits à l'aide du concept de force électromotrice, de courant et de tension.

L'installation électrique la plus simple est constituée d'une source (cellule galvanique, batterie, générateur, etc.), de consommateurs ou récepteurs d'énergie électrique (lampes à incandescence, radiateurs électriques, moteurs électriques, etc.) et fils de liaison reliant les bornes de la source de tension aux bornes du consommateur. Ces. circuit électrique - un ensemble de sources d'énergie électrique interconnectées, de récepteurs et de fils qui les relient (ligne de transmission).

Figue. 1. Schéma électrique

Le circuit électrique est divisé en parties internes et externes. La source d'énergie électrique appartient elle-même à la partie interne du circuit électrique. La partie externe du circuit comprend les fils de connexion, les consommateurs, les interrupteurs à couteau, les interrupteurs, les compteurs électriques, c'est-à-dire tout ce qui est connecté aux bornes de la source d'énergie électrique.

Le courant électrique ne peut circuler que dans un circuit électrique fermé. Couper le circuit à n'importe quel endroit provoque l'arrêt du courant électrique.

Sous Circuits électriques à courant continu en génie électrique, ils désignent des circuits dans lesquels le courant ne change pas de sens, c'est-à-dire la polarité des sources EMF, dans lesquelles il est constant.

Par Circuits électriques à courant alternatif, on entend les circuits dans lesquels circule un courant variable dans le temps (cf. courant alternatif). 

Les sources d'alimentation du circuit sont les cellules galvaniques, les accumulateurs électriques, les générateurs électromécaniques, les générateurs thermoélectriques, les photocellules, etc. Dans la technologie moderne, les générateurs électriques sont principalement utilisés comme sources d'énergie. Toutes les alimentations ont résistance interne dont la valeur est faible devant la résistance des autres éléments du circuit électrique.

Les récepteurs à courant continu sont des moteurs électriques qui convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique, des appareils de chauffage et d'éclairage, des installations d'électrolyse, etc.

En tant qu'équipement auxiliaire, le circuit électrique comprend des dispositifs d'activation et de désactivation (par exemple, des interrupteurs), des instruments de mesure de grandeurs électriques (par exemple, des ampèremètres et des voltmètres), des dispositifs de protection (par exemple, des fusibles).

Tous les récepteurs électriques sont caractérisés par des paramètres électriques dont les principaux sont la tension et la puissance. Pour un fonctionnement normal du récepteur électrique, il est nécessaire de maintenir Tension nominale. 

Les éléments du circuit électrique sont divisés en actifs et passifs. OUI les éléments actifs du circuit électrique incluent ceux dans lesquels les CEM sont induits (sources CEM, moteurs électriques, batteries pendant la charge, etc.). Les éléments passifs YES comprennent les récepteurs électriques et les fils de connexion.

Les circuits sont utilisés pour représenter classiquement des circuits électriques. Sur ces schémas, les sources, les récepteurs, les fils et tous les autres appareils et éléments du circuit électrique sont indiqués à l'aide de symboles conventionnels (désignations graphiques) réalisés d'une certaine manière.

Selon GOST 18311-80 :

Circuit d'alimentation - un circuit électrique contenant des éléments dont le but fonctionnel est la production ou la transmission de la majeure partie de l'énergie électrique, sa distribution, sa transformation en un autre type d'énergie ou en énergie électrique avec d'autres valeurs de paramètres.

Circuit auxiliaire d'un produit électrique (appareil) - un circuit électrique à diverses fins fonctionnelles, qui n'est pas un circuit électrique d'alimentation d'un produit électrique (appareil).

Circuit de commande électrique - un circuit auxiliaire d'un produit électrique (appareil), dont le but fonctionnel est d'activer un équipement électrique et (ou) des produits ou appareils électriques individuels ou de modifier les valeurs de leurs paramètres.

Circuit de signal électrique - un circuit auxiliaire d'un produit électrique (appareil), dont le but fonctionnel est d'activer les dispositifs de signalisation.

Circuit de mesure électrique - un circuit auxiliaire d'un produit électrique (appareil), dont le but fonctionnel est de mesurer et (ou) d'enregistrer des valeurs de paramètres et (ou) de recevoir des informations sur les mesures d'un produit électrique (appareil) ou électrique équipement.

Selon les caractéristiques topologiques, les circuits électriques sont divisés en:

• pour simple (circuit unique), à ​​deux nœuds et complexe (multi-chaînes, multi-nœuds, plat (plat) et volumétrique);

• bipolaire, avec deux sorties externes (bipolaire et multipolaire, contenant plus de deux sorties externes (tétrapolaire, multipolaire).

Les sources et les récepteurs (consommateurs) d'énergie du point de vue de la théorie des circuits sont bipolaires, car deux pôles à travers lesquels ils transmettent ou reçoivent de l'énergie sont nécessaires et suffisants pour leur fonctionnement. L'un ou l'autre réseau à deux bornes est appelé actif s'il contient une source, ou passif - s'il ne contient pas de source (parties gauche et droite du circuit, respectivement).

Les appareils qui transmettent la puissance des sources aux récepteurs sont à quatre pôles car ils doivent avoir au moins quatre pinces pour transférer la puissance du générateur à la charge. Le dispositif le plus simple pour transmettre de l'énergie sont les fils.

Réseaux actifs et passifs à deux bornes dans le circuit électrique

Schéma de circuit équivalent généralisé

Les éléments d'un circuit électrique qui ont une résistance électrique et sont appelés résistances sont caractérisés par la soi-disant caractéristique courant-tension - la dépendance de la tension aux bornes de l'élément sur le courant qu'il contient ou la dépendance du courant dans l'élément sur la tension à ses bornes.

Si la résistance d'un élément est constante à n'importe quelle valeur du courant qu'il contient et à n'importe quelle valeur de la tension qui lui est appliquée, alors la caractéristique courant-tension est une ligne droite et un tel élément est appelé élément linéaire.

En général, la résistance dépend à la fois du courant et de la tension… Une des raisons à cela est le changement de résistance d'un fil lorsque le courant le traverse en raison de son échauffement. Lorsque la température augmente, la résistance du conducteur augmente. Mais comme dans de nombreux cas cette dépendance est insignifiante, l'élément est considéré comme linéaire.

Un circuit électrique dont la résistance électrique des sections ne dépend pas des valeurs et directions actuelles et les tensions dans le circuit s'appelle un circuit électrique linéaire... Un tel circuit n'est constitué que d'éléments linéaires et son état est décrit par des équations algébriques linéaires.

Si la résistance d'un élément de circuit dépend de manière significative du courant ou de la tension, la caractéristique courant-tension est non linéaire et un tel élément est appelé élément non linéaire.

Un circuit électrique dont la résistance électrique d'au moins une des sections dépend des valeurs ou des directions des courants et des tensions dans cette section du circuit est appelé circuit électrique non linéaire… Un tel circuit contient au moins un élément non linéaire.

En décrivant les propriétés des circuits électriques, une relation est établie entre les valeurs de la force électromotrice (EMF), les tensions et les courants dans le circuit avec les valeurs des résistances, des inductances, des capacités et la méthode de construction du circuit.

Lors de l'analyse de circuits électriques, les paramètres topologiques suivants des circuits sont utilisés :

• branche - une section d'un circuit électrique à travers laquelle le même courant électrique circule;
• nœud - la jonction des branches du circuit électrique. Habituellement, l'endroit où deux branches sont connectées n'est pas appelé un nœud, mais un lien (ou nœud commutable), et un nœud connecte au moins trois branches ;
• circuit - une série de branches d'un circuit électrique formant un chemin fermé, dans lequel l'un des nœuds est à la fois le début et la fin du chemin, et les autres ne se rencontrent qu'une seule fois.

Ancienne cassette pédagogique. L'une des 7 parties de l'ancienne cassette pédagogique "Electrical Engineering with the Basics of Electronics", sortie en 1973.de la fabrique de fournitures scolaires :

Circuits électriques et magnétiques à courant électrique continu