Электрическая цепь

Чтобы лампа карманного фонарика горела, ее соединяют с батареей. Для этого нужно два провода. Батарея, соединенная с ней лампа и провода образуют замкнутую электрическую цепь, в которой кроме источника тока есть только проводники. Электрический ток может существовать только в замкнутой цепи.

Замкнутая электрическая цепь.

Чтобы погасить лампу, нужно прервать электрический ток. Для этого цепь размыкают. Цепь можно разомкнуть, отсоединив один конец провода от батареи или лампы. Обычно для этого используется выключатель.

Электрическую цепь образуют соединенные между собой проводами источник тока, электропотребитель(и) и выключатель(и). Источник тока, потребитель (или приемник) электроэнергии, выключатель и провода – это составные части электрической цепи. Рассмотрим назначение этих частей.

Источник тока создает и поддерживает электрическое поле в проводниках, соединенных в электрическую цепь.

Потребителем электроэнергии может быть любое устройство, которое работает на электрическом токе, например, электрические лампы, электронагревательные элементы, электродвигатели, стиральные машины, радиоприемники, компьютеры и т. д. В электропотребителях часть энергии электрического поля преобразуется в какой-либо другой вид энергии. Например, в электролампе электроэнергия превращается в теплоту и свет, а в электродвигателе стиральной машины – в механическую энергию.

Провода используются для соединения частей электрической цепи. У каждого электрического устройства имеются по меньшей мере две клеммы, к которым присоединяются провода.

С помощью выключателя можно по необходимости замкнуть или разомкнуть электрическую цепь. Размыкание электрической цепи означает, что в какой-то ее части проводник заменяется диэлектриком. Например, отсоединив конец провода от клеммы источника тока, мы в этом месте заменяем проводник диэлектриком, которым является воздух. Но подобное действие опасно, поэтому электрическая цепь, как правило, размыкается с помощью выключателя.

При разомкнутом выключателе в электрической цепи вместо проводника диэлектрик.

В электрической цепи может быть задействовано несколько электропотребителей и выключателей, а иногда и несколько источников тока. Чтобы получить представление о том, как соединены между собой части электрической цепи, ее обычно изображают в виде рисунка, который называется электрической схемой. Составные части цепи изображаются на схеме условными обозначениями. Электросхемы в некотором смысле аналогичны географическим картам, на которых изображается расположение на местности гор, рек, морей, болот, населенных пунктов и т. д. На таких картах реки, леса, полезные ископаемые и др. тоже обозначаются особыми условными знаками.

Некоторые условные обозначения, которые используются в электросхемах:

На фотографии мы видим электрическую цепь, которая состоит из батарейки карманного фонарика, лампы, выключателя, амперметра и проводов. Электрическая схема этой цепи приведена рядом.

Электрическая цепь.

Электричес­кая схема цепи.

Потребители электроэнергии могут соединяться между собой разными способами. Рассмотрим два самых простых способа соединения проводников: последовательное и параллельное соединение. Пусть цепь состоит из батареи, двух электрических ламп и проводов.

Последовательное соединение. При последовательном соединении потребители электроэнергии соединены между собой последовательно, т. е. подряд. Одна клемма батареи соединена проводом с клеммой первой лампы. Другая клемма этой лампы соединена с клеммой второй лампы, а другая клемма этой второй лампы, в свою очередь, соединена со второй клеммой батареи. Если одна из ламп перегорит, или если одну из ламп выкрутить из патрона, то прекратится ток во всей цепи, и вторая лампа тоже погаснет.

В электрическую цепь включены две последовательно соединенные лампы.

Электрическая схема цепи с двумя последовательно соединенными лампами.

Параллельное соединение. При параллельном соединении потребители электроэнергии соединены между собой параллельно. Одна клемма батареи соединена проводом с одной клеммой каждой лампы. Вторые клеммы ламп соединены со второй клеммой батареи. Таким образом, каждая лампа соединена прямо с батареей, и лампы горят независимо друг от друга. Если в такой цепи одна из ламп перегорит (или ее выкрутят из патрона), то вторая лампа продолжит гореть. При перегорании лампы ток обрывается только в одной ветви цепи, во второй ветви ток не обрывается. 

В электрическую цепь включены две параллельно соединенные лампы.

Электрическая схема цепи с двумя параллельно соединенными лампами.

Выключатель соединяется с потребителем электроэнергии всегда последовательно. Если несколько потребителей соединены параллельно, то для того, чтобы их включать и выключать, нужно к каждому из них последовательно подсоединить выключатель.

С каждым из параллельно соединенных потребителей последовательно соединен выключатель.

1. Нарисуй электросхему, в которой имеются источник тока, лампа и выключатель.
2. Нарисуй электросхему, в которой имеются источник тока, три последовательно соединенные лампы и выключатель.
3. Нарисуй электросхему, в которой имеются источник тока, три параллельно соединенные лампы и выключатель, которым можно включить и выключить одновременно все лампы.
4. Нарисуй электросхему, в которой имеются источник тока и две ламы, которые можно включать и выключать выключателем(ями) независимо друг от друга.
5. В коридоре есть один светильник на потолке и по одному выключателю в каждом конце коридора. Нарисуй такую электросхему, согласно которой лампу можно было бы включать и выключать каждым из двух выключателей. Используй для этого вексельные выключатели, у которых одна входная и две выходные клеммы или наоборот.