Схемы соединений потребителей тока.

При разработке, монтаже и зксплуатации электрических устройств и установок необходимы электрические схемы.

Схема электрической цепи – это графическое изображение, содержащее условные обозначения элементов электрической цепи и показывающее соединения между ними.

В практике различают схемы принципиальные, схемы соединений (монтажные) и др.

Для расчета электрических цепей составляют так же схемы замещения (расчетные).

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связей между ними. Она, как правило детальное представление о принципах работы электрического изделия, установки.

Схема соединений (монтажные) показывает соединение составных частей изделия, установки, определяет провода, жгуты, кабели, которыми эти соединения осуществляются, а также места их присоединения и ввода.

По принципиальной схеме изучают принципы работы изделий, установок; по схемам соединения осуществляются монтаж и присоединение их составляющих частей. Те и другие схемы используют при наладке, регулировке, контроле, ремонте и эксплуатации изделий, установок.

Схема замещения электрической цепи отображает свойства этой цепи при определенных условиях и применяется при расчетах. На схеме замещения изображают все элементы, влиянием которых на результаты расчета пренебречь нельзя, и указывают электрические соединения между ними, соответствующие принципиальной схеме. Условные обозначения для электрических схем установлены стандартами.

Элемент цепи, в котором электрическая энергия преобразуется в теплоту, в схеме замещения характеризуется величиной его сопротивления R или проводимостью G. Такие элементы называются пассивными. К ним относятся и соединительные провода, если их сопротивлением нельзя пренебречь.

Элементы электрических цепей, в которых преобразование энергии сопровождается возникновением электродвижущей силы (аккумуляторы, электрические машины) называют активными. Часть энергии при этом превращается в теплоту (потери энергии), поэтому такой элемент в схеме характеризуется величинами э.д.с. Е и внутреннего сопротивления r.

На рис. 2.5, а показана принципиальная схема некоторой электрической цепи а на рис. 2.5 б – ее схема замещения.

На рис. 2.6 изображена схема замещения сложной электрической цепи.

Рассматривая схемы различных электрических цепей, можно выделить из них характерные участки:

- ветвь– участок электрической цепи, вдоль которого ток один и тот же;

- узел – место соединения ветвей электрической цепи;

- контур – замкнутый путь по нескольким ветвям электрической цепи.

На схемах стрелками отмечают положительные направления э.д.с., напряжений, токов.

Законы Кирхгофа. Для расчета электрических цепей наряду с законом Ома применяются два закона Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа является следствием принципа непрерывности тока (сохранения заряда), применяется к узлам электрической цепи.

В ветвях электрической цепи, соединенных в одном электрическом узле, сумма токов направленных к узлу (Iп), равна сумме токов, направленных от узла (Ik):

По первому закону Кирхгофа, для каждого узла электрической цепи можно составить уравнение токов (узловое уравнение), например для узла б в схеме рис. 2.6

I2= I1 + I3

Второй закон Кирхгофаявляется следствием закона сохранения энергии, применяется к контурам электрических цепей.