Co to jest obwód elektryczny?
Aby elektrony mogły przepływać potrzebują zamkniętego obwodu. Obwód elektryczny zapewnia kompletną, zamkniętą ścieżkę dla elektryczności. Części obwodu składają się z obciążenia lub oporu, przewodów i przełącznika. Źródłem energii może być bateria, termopara, fotokomórka lub generator elektryczny. Obciążenie jest częścią obwodu, która wykorzystuje energię. Obciążenie obwodu zawsze stanowi pewien opór dla przepływu elektronów. W rezultacie energia jest przekształcana w ciepło, światło lub energię mechaniczną. Przełącznik jest obwodem elektrycznym używanym do zapobiegania przepływowi elektronów. Nazywa się to obwodem otwartym
Istnieją dwa rodzaje obwodów elektrycznych, obwód szeregowy i równoległy.
Obwód szeregowy
W obwodzie szeregowym jest tylko jedna ścieżka dla elektronów do przepływu (zobacz obrazek obwodu szeregowego). Główną wadą obwodu szeregowego jest to, że jeśli jest przerwa w obwodzie, cały obwód jest otwarty i nie będzie płynął żaden prąd. Przykładem serii byłoby światła na wielu niedrogich choinek. Jeśli jedno światełko zgaśnie, wszystkie z nich zgaśnie.
Obwód równoległy
W obwodzie równoległym różne części obwodu elektrycznego znajdują się na kilku różnych gałęziach. Istnieje kilka różnych ścieżek, którymi mogą płynąć elektrony. Jeśli jest przerwa w jednej gałęzi obwodu, elektrony mogą nadal płynąć w innych gałęziach (zobacz obraz obwodu równoległego). Twój dom jest okablowany w obwodzie równoległym, więc jeśli jedna żarówka zgaśnie, druga pozostanie włączona.
Obwody elektryczne w twoim domu
W twoim domu zauważysz, że większość gniazdek ma 3 bolce. Do gniazdka podłączone są trzy przewody. Dwa z tych przewodów biegną równolegle do siebie i mają różnicę potencjałów 120 V w USA, w Europie różnica potencjałów wynosi 220 V. Trzeci przewód jest podłączony do uziemienia. Trzeci przewód jest podłączony do uziemienia. Przewód podłączony do uziemienia zapewnia najkrótszą drogę elektronów do Ziemi.Ten trzeci przewód nie przewodzi prądu. Przewód ten jest po prostu zabezpieczeniem przed zwarciem. Zwarcie to sytuacja, w której dochodzi do wypadku, w wyniku którego prąd elektryczny pokonuje krótszą drogę w obwodzie. Obwody te mają mniejszą rezystancję, a zatem większy przepływ prądu. Jeżeli przewód wysokiego potencjału dotknie innej metalowej powierzchni urządzenia, to całe urządzenie będzie pobierało prąd, a osoba dotykająca go dozna wstrząsu. Przewód uziemiający o krótszym obwodzie zapewnia bezpieczeństwo, więc zamiast prądu płynącego przez urządzenie, będzie on płynął do ziemi.
Cechy bezpieczeństwa obwodu – bezpieczniki i wyłączniki
Twój dom pozwala tylko na tyle użycia elektryczności na raz. W zależności od okablowania niektóre domy mogą pozwolić aż na 150 amperów aby wejść do całego domu w jednym czasie, Jest to podzielone pomiędzy wiele obwodów. Średni obwód w domu jest 15 lub 20 amperów. Więcej prądu płynącego przez przewód spowoduje ich nagrzewanie się i może wywołać pożar. Dlatego konieczne jest, aby mieć urządzenia, które zatrzymają przepływ elektronu, gdy prąd staje się wysoki. Bezpiecznik jest urządzeniem powszechnie stosowanym w wielu domach. Wewnątrz bezpiecznika znajduje się mały pasek metalu. Kiedy prąd płynący przez niego jest zbyt wysoki, powoduje to stopienie się cienkiego paska, co powoduje przerwanie obwodu.
Zapalniki mają tę wadę, że po ich spaleniu należy je wymienić. Lepszym rozwiązaniem jest użycie tego, co nazywa się wyłącznikiem automatycznym. Wyłącznik ma przełącznik, który otwiera się, gdy prąd jest zbyt wysoki. Zapobiega to przepływowi prądu. Wyłącznik może być ręcznie zamknięty po zmniejszeniu ilości używanego prądu. Przykładem jest, gdy włączasz zbyt wiele urządzeń elektronicznych w swoim domu, które przekraczają 15 amperów, wyłącznik automatyczny wyłącza się