Obwód elektryczny to urządzenie, które wykorzystuje energię elektryczną do wykonania zadania, takiego jak uruchomienie odkurzacza lub zasilanie lampy. Obwód jest zamkniętą pętlą utworzoną przez źródło zasilania, przewody, bezpiecznik, obciążenie i przełącznik. Energia elektryczna przepływa przez obwód i jest dostarczana do obiektu, który zasila, takiego jak silnik próżniowy lub żarówka, po czym energia elektryczna jest przesyłana z powrotem do pierwotnego źródła; ten zwrot energii elektrycznej umożliwia obwodowi utrzymanie przepływu prądu elektrycznego. Istnieją trzy typy obwodów elektrycznych: obwód szeregowy, obwód równoległy i obwód szeregowo-równoległy; w zależności od typu obwodu, może być możliwe, że prąd będzie nadal płynął, jeśli obwód przestanie działać. Dwa pojęcia, prawo Ohma i napięcie źródła, mogą wpływać na ilość energii elektrycznej przepływającej przez obwód, a tym samym na to, jak dobrze funkcjonuje obwód elektryczny.
Wygodna Subskrypcja
Większość urządzeń zasilanych energią elektryczną zawiera obwód elektryczny; po podłączeniu do źródła zasilania, takiego jak podłączenie do gniazdka elektrycznego, energia elektryczna może przepływać przez obwód elektryczny w urządzeniu, a następnie powrócić do pierwotnego źródła zasilania, aby kontynuować przepływ energii elektrycznej. Innymi słowy, gdy wyłącznik zasilania jest włączony, obwód elektryczny jest kompletny i prąd płynie od dodatniego zacisku źródła zasilania, przez przewód do obciążenia, a na końcu do ujemnego zacisku. Każde urządzenie, które zużywa energię przepływającą przez obwód i przekształca tę energię w pracę, nazywa się obciążeniem. Jednym z przykładów obciążenia jest żarówka; zużywa energię elektryczną z obwodu i przekształca ją w pracę — ciepło i światło.
Rodzaje obwodów
Obwód szeregowy jest najprostszy, ponieważ ma tylko jedną możliwą ścieżkę, którą może płynąć prąd elektryczny; jeśli obwód elektryczny jest uszkodzony, żadne z urządzeń ładujących nie będzie działać. Różnica w przypadku obwodów równoległych polega na tym, że zawierają one więcej niż jedną ścieżkę przepływu prądu, więc jeśli jedna z nich zostanie przerwana, inne ścieżki będą nadal działać. Jednak obwód szeregowo-równoległy jest kombinacją dwóch pierwszych: łączy niektóre obciążenia z obwodem szeregowym, a inne z obwodami równoległymi. Jeśli obwód szeregowy zostanie przerwany, żadne z obciążeń nie będzie działać, ale jeśli jeden z obwodów równoległych zostanie przerwany, ten obwód równoległy i obwód szeregowy przestaną działać, podczas gdy inne obwody równoległe będą nadal działać.
Prawo Ohma
Wiele „praw” odnosi się do obwodów elektrycznych, ale prawo Ohma jest prawdopodobnie najbardziej znane. Prawo Ohma stwierdza, że prąd obwodu elektrycznego jest wprost proporcjonalny do jego napięcia i odwrotnie proporcjonalny do jego rezystancji. Tak więc, jeśli na przykład napięcie wzrośnie, prąd również wzrośnie, a jeśli opór wzrośnie, prąd zmniejszy się; obie sytuacje mają bezpośredni wpływ na sprawność obwodów elektrycznych. Aby zrozumieć prawo Ohma, ważne jest zrozumienie pojęć prądu, napięcia i oporu: prąd to przepływ ładunku elektrycznego, napięcie to siła, która kieruje prąd w jednym kierunku, a opór jest przeciwieństwem obiektu do posiadania prąd przepływa przez nią. Wzór na prawo Ohma to E = I x R, gdzie E = napięcie w woltach, I = prąd w amperach, a R = rezystancja w omach; wzór ten można wykorzystać do analizy napięcia, prądu i rezystancji obwodów elektrycznych.
Napięcie źródła
Inna ważna koncepcja w odniesieniu do obwodów elektrycznych, napięcie źródła odnosi się do ilości napięcia wytwarzanego przez źródło zasilania i przykładanego do obwodu. Innymi słowy, napięcie źródła zależy od tego, ile energii elektrycznej otrzyma obwód. Na napięcie źródła ma wpływ wielkość rezystancji w obwodzie elektrycznym; może również wpływać na ilość prądu, ponieważ na prąd zwykle wpływa zarówno napięcie, jak i rezystancja. Na rezystancję nie ma jednak wpływu napięcie ani prąd, ale może zmniejszyć zarówno napięcie, jak i prąd w obwodach elektrycznych.