§ 2.4. Электрическая цепь и ее элементы
Составные элементы электрической цепи. Электрическую цепь (рис. 2.4.1, а) образуют источники электрической энергии 1, ее приемники 3 (потребители) и соединительные провода. В электрическую цепь обычно включают также вспомогательное оборудование: коммутирующие аппараты 4, служащие для включения и выключения электрических установок (рубильники, переключатели и др.), электроизмерительные приборы 2 (амперметры, вольтметры, ваттметры), защитные устройства (предохранители, автоматические выключатели).
Рис. 2.4.1. Простейшая электрическая цепь постоянного тока
В качестве источников электрической энергии применяют главным образом, электрические генераторы, гальванические элементы или аккумуляторы. Источники электрической энергии часто называют источниками питания.
В приемниках электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии. К приемникам относятся электродвигатели, различные электронагревательные приборы, лампы накаливания, электролитические ванны и др.
Электрическая цепь может быть разделена на два участка: внешний и внутренний. Внешний участок, или внешняя цепь, состоит из одного или нескольких приемников электрической энергии, соединительных проводов и различных вспомогательных устройств, включенных в эту цепь. Внутренний участок, или внутренняя цепь,
— это сам источник.При составлении расчетных схем элементы электрической цепи, имеющие некоторое сопротивление, например электрические лампы, электронагревательные приборы (в том числе и соединительные провода, если их необходимо учитывать при расчете), изображают в виде сосредоточенных в соответствующем месте схемы резисторов с сопротивлением
R (рис. 2.4.1, б). То же относится к элементам, имеющим индуктивность (обмотки генераторов, электродвигателей и трансформаторов) и емкость (конденсаторы). На расчетных схемах их изображают в виде сосредоточенных в соответствующем месте катушек индуктивности и конденсаторов. Источники электрической энергии в схеме электрической цепи часто могут быть представлены в виде идеализированных источников, у которых внутреннее сопротивление Ro = 0.Для того чтобы учесть внутреннее сопротивление реального источника, в схему вводят изображение резистора с сопротивлением
Ro или ставят букву Ro возле условного обозначения источника.Вспомогательные элементы электрических цепей (аппараты для включения и выключения, защитные устройства, некоторые электроизмерительные приборы) в большинстве случаев имеют малые сопротивления и практически не оказывают влияние на значения токов и напряжений, поэтому при расчете электрических цепей их не принимают во внимание и не указывают на схемах.
Изображение электрических цепей и их элементов. В схемах реальных электрических устройств (электровозов, тепловозов и др.) отдельные элементы имеют свои условные обозначения в соответствии с государственными стандартами. Некоторые из этих обозначений приведены в табл. 2.4.1
Табл. 2.4.1. Условные графические обозначения элементов и проводников на схеме электрической цепи постоянного тока
Наименование элемента |
Условное обозначение |
Наименование элемента |
Условное |
Источник напряжения или ЭДС (идеальный) |
|
Проводник электрической цепи одиночный |
|
| Источник тока (идеальный) |
|
Проводники электрической цепи пересекающиеся, несоединенные |
|
| Гальванический элемент или аккумулятор |
|
Проводники электрической цепи пересекающиеся, соединенные |
|
| Резистор нерегулируемый
линейный
|
|
Выключатель однополюсный |
|
| Резистор регулируемый
линейный
|
|
Выключатель двухполюсный |
|
| Резистор регулируемый
нелинейный
|
|
Предохранитель плавкий |
|
| Якорь генератора или
двигателя постоянного тока |
|
Амперметр |
|
| Лампа накаливания
осветительная
|
|
Вольтметр |
|
| Лампа накаливания
сигнальная
|
|
Ваттметр |
|
