노트북, 휴대폰 충전기, 냉장고 및 스토브와 같은 작은 도구를 유지하는 가정의 전기 배선은 상호 연결된 여러 전기 회로로 구성됩니다. 이들은 가정에 전기를 공급하는 모든 전원에 연결됩니다.
회로의 목적은 전기와 상당한 에너지 잠재력을 정확히 필요한 곳으로 가져오고 공정에서 전기의 잠재적으로 유해한 영향을 억제하는 것입니다.
대부분 눈에 띄지 않는 모든 전선 내부에서 무슨 일이 일어나고 있습니까? 기초부터 시작하기 위해, 자유 전자는 나중에 설명 할 물리적 인 이유로 전기장의 존재 하에서 움직일 것입니다. 유동 할 폐쇄 루프 경로가 주어지면 전기 회로가 생성 될 수 있습니다.
간단한 회로는 전압원 (전위차)으로 만 구성됩니다. 전자가 흐를 수있는 매체, 일반적으로 와이어; 그리고 회로에서 전기 저항의 일부 소스. 그러나 대부분의 실제 사례는 훨씬 더 복잡하고 여러 유형의 전기 회로가 존재하며, 이는 모두 효율적인 전기 흐름에 필수적입니다.
전하 및 전류
전기 세계의 기본 개념 요소는 전류, 전압 및 저항입니다. 이것들을 탐구하기 전에, 자유 전자의 개념으로 돌아가서 조금 더 깊이 살펴볼 필요가 있습니다. 관례 적으로 전자는 1.60 × 10 크기의 음전하를 운반합니다.-19 coulombs 또는 C. 전류를 결정하는 것은 전자의 흐름이기 때문에 회로의 전하는 음극 단자에서 양극 단자 방향으로 흐릅니다.
물리학에서 "단위 전하"는 양수로 표준화되고 전하와 크기가 같습니다.이자형전자에. 양극 단자 근처에 양전하가 배치되면 거리가 0에 가까워 질수록 "반발"이 발생하고 단자에서 멀어지고 싶어합니다. 이 상태에서 전하는 어느 정도 먼 거리에서보다 더 높은 전위를가집니다.
따라서 "전하"(달리 언급되지 않는 한 "양수"가 함축 됨)는 고전압 영역에서 저전압 영역으로 흐릅니다. 이것은 물리학에서 언급되는 전위차 또는 전압이며 그 크기는 부분적으로 회로의 전류 흐름을 결정합니다. 전류는 교류 ( "지터,"위상 흐름)와 직류 (균일 흐름) 형태로 제공됩니다. 후자는 전력망에서 사용되는 현대 표준입니다.
- 전류 흐름은전류계. 일반적으로 동일한 장치를전압계전위차를 측정합니다.
옴의 법칙
이전 섹션은 옴의 법칙이라는 간단한 수학적 법칙으로 크게 요약 할 수 있습니다.
I = \ frac {V} {R}
어디나는현재암페어(C / s), V는 전압 또는 전위차입니다.볼트(C, 또는 J / C 당 줄; 분모의 에너지 항에 유의하십시오) 및아르 자형저항이다옴 (Ω).
직렬 회로에서 개인의 저항저항기회로 전체의 저항을 계산하기 위해 함께 추가됩니다. 곧 읽을 병렬 회로에서 규칙은 다음과 같습니다.
\ frac {1} {R_ {tot}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} +... + \ frac {1} {R_n}
어디아르 자형1, R2등의 개별 값은엔병렬 회로의 저항.
회로의 정의
회로는 구동 전압의 결과로 전하가 흐르는 폐쇄 루프입니다. 전류는 단위 시간당 회로의 특정 지점을 통과하는 전하의 양으로 측정되는 흐름 속도입니다.
때때로 와이어 회로의 전류를 파이프를 통해 흐르는 물과 유사하게 생각하는 것이 도움이됩니다. 물은 높은 위치 에너지 지역에서 낮은 위치 에너지 지역으로 흐릅니다. 그런 다음 일부 공급원은 에너지를 사용하여 물을 높이고 내리막으로 흐르게합니다. 물이 계속 흐르기 위해서는 일단 물이 바닥에 닿으면 다시 위로 들어 올려야합니다.물을 다시 위로 올리는 동작은 본질적으로 전기 회로에서 배터리 나 전원이하는 일입니다.
회로의 목표는 이러한 전하 흐름으로 유용한 작업을 수행하는 것입니다. 모든 회로에는 댐이 저수지에서 물의 흐름을 늦추는 것처럼 전하 흐름을 늦추는 일종의 저항 요소가 포함되어 있습니다. 예를 들어 전구가 회로에 추가되면 전하 흐름이 느려지고 관련 에너지가 빛으로 변환됩니다.
회로도 및 회로 요소
종종 다음과 같은 조합이 주어지면 회로 다이어그램을 스케치하는 것이 유용합니다.V, 나과아르 자형미지의 양을 풀도록 요청했습니다. 이렇게하려면 기호 세트를 사용하여 스케치를 단순화하십시오.
•••다나 첸 | 과학
그런 다음 이러한 기호를 직선으로 연결하여 회로도를 만듭니다.
•••다나 첸 | 과학
회로 유형
ㅏ직렬 회로직렬로 연결된 요소가 있거나 와이어 분기없이 차례로 연결됩니다. 직렬로 연결된 모든 요소를 통해 흐르는 전류는 도중에 얼마나 많은 저항이 발생하더라도 동일합니다.
ㅏ병렬 회로병렬로 연결된 요소가 있습니다. 즉, 회로 분기의 한 지점에서 와이어가 두 개의 다른 요소로 연결되고 분기가 다시 결합됩니다.병렬로 연결된 각 요소의 전압은 동일합니다.
안개방 회로루프가 어떤 지점에서 끊어져서 전류가 흐르지 않는 곳입니다. ㅏ폐쇄 회로완전한 루프가 형성되고 전류가 흐를 수있는 하나입니다. 분명히 후자는 공부하기에 더 흥미로운 경향이 있습니다.
ㅏ단락저항 요소가 우회되고 전류 흐름이 매우 높은 것입니다. 이는 일반적으로 바람직하지 않으며 회로 차단기라는 장치가 회로에 설치되어 회로를 "차단"(개방)합니다. 회로 및 전기 제품의 손상을 방지하고 전류 흐름을 차단합니다. 화재.
전기 회로 예
1. 직렬 회로에는 9V 전원 (이 경우 배터리)과 저항 값이 1.5, 4.5, 2 및 1Ω 인 4 개의 저항이 포함됩니다. 현재 흐름은 무엇입니까?
먼저 총 저항을 계산하십시오. 이전 섹션에서 주어진 규칙을 상기하면 이것은 단순히 1.5 + 4.5 + 2 + 1 = 9 Ω입니다. 따라서 현재 흐름은
I = \ frac {V} {R_ {tot}} = \ frac {9} {9} = 1 \ text {A}
2. 이제 동일한 전압과 4 개의 저항을 상상해보십시오. 그러나 1.5Ω 및 4.5Ω 저항이 병렬로 배치되고 나머지 저항은 이전과 동일하게 배치됩니다. 현재 흐름은 무엇입니까?
이번에는 회로의 병렬 부분에서 저항을 계산하십시오. 이것은 1 /아르 자형 = 1/1.5 + 1/4.5 = 8/9 = 0.89. 이 숫자의 역수를 사용하는 것을 잊지 마십시오.아르 자형!이것은 1 / 0.89 = 1.13 Ω으로 주어집니다.
이제 회로의이 부분을 저항이 0.89Ω 인 단일 저항 요소로 취급 할 수 있으며 전체 문제는 직렬 회로에서와 같이 해결됩니다. R더하다 = 1.125 + 2 + 1 = 4.13 Ω. 이렇게하면 전류를 한 번 더 해결할 수 있습니다.V / R더하다= 9V / 4.13 Ω =2.18A.
3. 마지막으로 이전 예의 설정을 기반으로 2Ω 및 1Ω 저항을 병렬 회로로 결합하여 직렬로 배열 된 두 세트의 병렬 회로를 생성합니다. 현재 흐름은 무엇입니까?
새로운 병렬 회로의 저항을 구하십시오. 1 /아르 자형= 1/1 + 1/2 = 1.5; R = 2/3 = 0.67 Ω. 따라서 총 저항은 1.13 + 0.67 = 1.79 Ω입니다. 따라서 다시 개선 된 회로의 전류는 9V / 1.79Ω =5.03A.
이 예는 전압이 변하지 않기 때문에 병렬 저항에 저항을 분배하면 전체 저항을 낮춤으로써 전류 흐름이 증가한다는 것을 보여줍니다.
