Էլեկտրական շղթա
Էլեկտրական շղթա, առանձին էլեկտրական կամ էլեկտրամեխանիկական տարրերի (հոսանքի աղբյուր, բանալի, սպառիչ, ամպերաչափ, վոլտաչափ, հաղորդալարեր, շարժիչ և այլն) միացումն է որոշակի դասավորությամբ[1]։ Էլեկտրական շղթայի աշխատանքի համար անհրաժեշտ է ունենալ առնվազն մեկ հոսանքի աղբյուր և փակ շղթա, բաղադրիչները միմյանց ճիշտ միացնելու դեպքում հոսանքը կհոսի էլեկտրական շղթայով և միացված սպառող սարքը կաշխատի[2]։
Էլեկտրական տարրերը իրարից առանձնացնելու համար նպատակահարմար է յուրաքանչյուրի համար ունենալ որևէ պայմանական նշան, գծագրեր կազմելու և շղթայում տարրերի դասավորությունն արտածելու համար։ Էլեկտրական շղթաները ներկայացնող գծագրերն անվանում են էլեկտրական սխեմաներ։
Կազմ
Կառուցվածք
Էլեկտրական շղթան կարող է բաղկացած լինել մեկ կամ մի քանի սխեմաներից, որոնցից յուրաքանչյուրում իրականացվում են ընդհանուր շղթայի որոշակի ենթաֆունկցիաներ[3]։ Այն կարող է բաղկացած լինել ընդամենը երկու տարրերից, բայց նաև սխեմայի միլիարդավոր տարրերի համակցությունից[4]։
Հոսանքի աղբյուրներ
Շղթաները բացի հոսանքի աղբյուրից և սպառիչներից, պարունակում են բանալիներ(անջատիչներ), որոնց միջոցով կարելի է բացել կամ փակել շղթան՝ կարգավորելով հոսանքի անցումը, և չափիչ սարքեր՝ չափումներ կատարելու համար: Բացի հոսանքի քիմիական աղբյուրից կան նաև հոսանքի ֆիզիկական աղբյուրներ, որտեղ մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրամագնիսական, լուսային և այլ էներգիաներ փոխակերպվում են էլեկտրականի, այսինքն էներգիան չի անհետանում, այլ մի տեսակից փոխակերպվում է մեկ այլ տեսակի[5]: Այդպիսի հոսանքի աղբյուրի օրինակ է էլեկտրական գեներատորը։
Առաջին պարզագույն հոսանքի աղբյուրը, որը մինչ այժմ գործածվում է, գալվանական տարրն է, որն այդպես է կոչվում ի պատիվ իտալացի կենսաբան, բժիշկ Լուիջի Գալվանիի։ Գալվանական մարտկոցները միանվագ օգտագործման հոսանքի աղբյուրներ են: Ավտոմեքենայում, բջջային հեռախոսներում մեծ կիրառություն ունեն բազմակի օգտագործման հոսանքի աղբյուրները՝ ակումուլյատորները, որոնք կարելի է լիցքավորել և նորից օգտագործել։ Հոսանքի ցանկացած նմանօրինակ աղբյուր երկու բևեռ ունի՝ դրական (+) և բացասական (-): [6] Այդ բևեռների մոտ կուտակված տարբեր լիցքերը պայմանավորված են հոսանքի աղբյուրի ներսում ընթացող քիմիական ռեակցիաներով: Ռեակցիաները տեղի են ունենում հատուկ լուծույթի մեջ խորասուզված հաղորդիչների՝ էլեկտրոդների միջև։ Շղթայի սխեմայում տարրերն օգտագործվում են իդեալական աղբյուրների մոդելների համար, իրական պայմաններում հնարավոր են աննշան շեղումներ[7]։
Ըստ նպատակի հոսանքի աղբյուրները կիրառվում են որպես էլեկտրական էներգիայի մատակարար (գեներատոր, արևային մարտկոց) և որպես էլեկտրական ազդանշանների գեներատոր (սենսոր, խոսափող): Երբ խոսքը վերաբերում է էներգիայի մատակարարմանը, տարբերակում են հաստատուն և փոփոխական (միաֆազ և եռաֆազ) հոսանք, իսկ ազդանշանի պարագայում անալոգային կամ թվային:
Սպառիչներ
Սպառիչները էլեկտրական շղթայի բաղկացուցիչներից են, դրանցից են ռեզիստորները, շիկացման լամպերը, էլեկտրական զանգերը և այլն։
Իրական աղբյուրների և փոխանցման ուղիների դեպքում տեղի են ունենում կորուստներ, և էլեկտրական շղթան նախատեսված է լարման կամ հոսանքի կարգավորման համար՝ կախված սպառիչի հզորությունից, թե որքան առավելագույն էլեկտրական լարում և հոսանք պիտի ապահովվի։
Ստացիոնար պրոցեսների դեպքում տվյալ սպառիչի համար հոսանք-լարում հարաբերությունը հաճախ կարելի է գծային կերպով սահմանել՝ օգտագործելով Օհմի օրենքը: Կիսահաղորդիչների դեպքում բաղադրիչները սովորաբար ոչ գծային կախում ունեն միմյանցից:
Փոխազդեցություն
Էլեկտրական շղթայի տարրերը միացված են միմյանց էլեկտրական հաղորդալարերի միջոցով: Նրանք հաճախ կարող են դիտվել որպես անկորուստ[1]։ Սակայն պետք է հաշվի առնել ոչ միայն հոսանքի աղբյուրների և սպառիչների բնութագրիչները, այլ նաև դրանց միացված հաղորդալարերը՝ կախված իրենց չափերից և պատրաստման նյութից, կորուստներ կունենան այս կամ այն չափով:
Հաղորդալարերի միացման առանձնահատկությունները ձևակերպել է գերմանացի գիտնական Կիրրխհոֆը իր Կիրխհոֆի կանոններում:
Էլեկտրական շղթաների առանձնահատկությունները ներկայացված են Հելմհոլցի էլեկտրական շղթաների տեսությամբ։
Ծանոթագրություններ
- ↑ 1,0 1,1 Adalbert Prechtl: Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik, Band 1. Springer, 1994, S. 101
- ↑ Wilfried Weißgerber: Elektrotechnik für Ingenieure 3: Ausgleichsvorgänge, Fourieranalyse, Vierpoltheorie. Springer Vieweg, 8. Aufl. 2012, S. 171
- ↑ Hans Fricke, Paul Vaske: Elektrische Netzwerke: Grundlagen der Elektrotechnik, Teil 1. Springer Teubner, 1982, S. 45
- ↑ Heinrich Frohne, Karl-Heinz Löcherer, Hans Müller, Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau: Moeller Grundlagen der Elektrotechnik. Vieweg+Teubner, 22. Aufl. 2011, S. 19
- ↑ z. B. bei Hans Fricke, Paul Vaske, S. 73 – Reinhold Paul, S. 1
- ↑ «Հոսանքի աղբյուրներ, էլեկտրական շղթա».
- ↑ Reinhold Paul: Elektrotechnik 2: Netzwerke. Springer, 3. Aufl. 1994, S. 7