Как обозначается ключ в физике

Составные части электрической цепи

Использовать электрическую энергию возможно, лишь подключив потребитель к источнику тока. При этом к одному источнику часто подключают несколько потребителей.

Чтобы правильно соединять приборы между собой, нужно разбираться в схемах и уметь составлять электрическую цепь из используемых элементов.

Обычно сначала рисуют электрическую схему цепи на бумаге. На такой схеме указывают, как именно должны соединяться между собой всевозможные элементы, включаемые в цепь.

Затем на нарисованной схеме проверяют правильность соединений. И, только затем подключают различные потребители, соединительные провода и прочие части цепи к источнику тока.

Умение составлять электрические схемы на бумаге позволит избежать ошибок, коротких замыканий и выхода из строя различных звеньев цепи.

Рис. 1. Порядок действий: сначала составь схему, затем проверь ее правильность, и только затем соединяй электроприборы в цепь

Из каких частей состоит простейшая электрическая цепь

Простейшая электрическая цепь содержит:

• источник тока;
• соединительные провода;
• приемники тока (потребители электроэнергии);
• ключ;

Примечание: Источник создает и поддерживает электрическое поле для длительного протекания тока.

Рис. 2. Простейшая электрическая цепь состоит из батарейки, выключателя, проводов и лампочки. Батарейка – источник тока, а лампочка – потребитель

Виды потребителей тока

Среди потребителей, используемых в быту, можно выделить:

• электрические двигатели;
• осветительные приборы – лампы, люстры, бра, торшеры и т. п.;
• обогреватели, электроплиты, утюги;
• холодильники;
• и другие сложные электронные приборы – радио, телевизоры, плееры, компьютеры, принтеры, мобильные телефоны, планшеты;

Рис. 3. Различные электрические устройства — потребители тока, служат нагрузкой для источника тока

Функции различных частей цепи

Каждый элемент электрической цепи выполняет свои специфические функции.

Источник тока снабжает энергией приемники тока – потребители.

Соединительные провода доставляют энергию от источника к потребителям.

Всевозможные кнопки, выключатели, рубильники, применяют в нужные моменты времени для подключения потребителей к источнику тока, а, так же, их отключения от источника.

Рис. 4. Каждый элемент электрической цепи выполняет определенные функции

Чтобы по электрической цепи циркулировал ток, эта цепь должна быть замкнутой.

Поэтому любая замкнутая цепь состоит из элементов, способных проводить электрический ток — проводников.

Если разомкнуть (разорвать) цепь в какой-либо ее части, то электрический ток перестанет по ней протекать. Разрывают цепь в нужные моменты времени с помощью всевозможных выключателей.

Рис. 5. Если цепь разомкнуть, ток прекратится

Как элементы электрической цепи обозначают на схемах

Для наглядности способы соединения элементов изображают графически. Такие чертежи называют принципиальными электрическими схемами (рис. 6). Чтобы не рисовать элементы в подробностях, для них придумали упрощенные обозначения.

Рис. 6. Пример цепи и ее электрической схемы

Обозначение каждого элемента стандартизировали. Благодаря стандартам, схема цепи, составленная в какой-либо стране, может быть прочитана и воспроизведена в другой части мира.

На рисунке 7 приведены обозначения, принятые в странах СНГ и некоторых странах Европы.

Рис. 7. Условные обозначения некоторых элементов электрической цепи

Рядом с графическим символом указывают буквенные обозначения. Элементы на схемах принято обозначать латинскими буквами так:

• гальваническую батарею GB или B. В качестве источника тока для компактных электронных устройств часто применяют аккумуляторы, или батарейки;
• выключатель – SA, кнопка — SB; Для кнопок и выключателей иногда используют только одну букву S;
• проводник, обладающий сопротивлением – R;
• соединительные клеммы — буквами XT;
• символом FU — плавкий предохранитель. Он служит для защиты схемы и из строя первым, как только ток превысит определенный порог, указанный на таком предохранителе;
• нагревательный элемент электроплит и других обогревателей — символом EK;
• лампу накаливания – HL или HA;
• разъем вилка-розетка – XS;
• электродвигатель постоянного тока – M;
• электромеханический звонок – HA.

Часто бывает так, что на схемах присутствуют элементы, обозначаемые одинаковыми графическими значками. Чтобы различать их, дополнительно вводят цифровую нумерацию (рис. 8).

Рис. 8. Для нескольких одинаковых элементов цепи применяют цифровую нумерацию

Например, первую лампу обозначают HL1, вторую – HL2, и так далее.

Примечание: В Северной Америке и Японии графические обозначения некоторых элементов отличаются.

Существует еще одно, полезное для составителя схем, правило.

Элемент цепи можно передвигать по схеме вдоль соединительного проводника, если это не изменяет электрические соединения.

Благодаря такому правилу, одну и ту же схему можно нарисовать различными способами (рис. 9).

Рис. 9. Элементы цепи можно передвигать по схеме, если это не нарушает соединений

Для чего рисуют точки на схемах

Чтобы обозначить соединение элементов на схемах, используют точки. Нарисованная точка указывает на наличие контакта между токоведущими проводниками (рис. 10).

Рис. 10. Ставьте точку там, где проводники соединяются

Если в каком-либо месте цепи соединяются три или более проводящих линии, их соединение обозначают точкой.

На следующем рисунке приведен пример использования точек на простых схемах, состоящих из батареек и лампочек. Рисунок 11а содержит соединение нескольких проводящих дорожек. Благодаря соединениям заряды во время протекания тока могут перемещаться из одного проводника в другой.

При построении электрических схем применяют различные способы соединения элементов, наиболее распространенные — последовательное и параллельное соединение, а так же, смешанное.

Рис. 11. А) – две лампы подключены к общему источнику тока. Б) – каждая лампа подключена с своему собственному источнику, проводники не соединяются

А на рисунке 11б представлено пересечение изолированных проводников. Соединений между такими проводниками нет и, ток из одного проводника во второй проводник проникать не будет.

Обязательно на схемах обозначайте точками соединения проводников. Если точку на схеме не поставить, то другие люди, читающие ваши схемы, подумают, что проводники не соединяются, а скрещиваются без соединения.

Выводы

1. Простейшая электрическая цепь содержит источник тока, соединительные провода, приемники тока и ключ.
2. Источник тока снабжает цепь энергией. Эта энергия к приемникам поступает по соединительным проводам. А выключатели используют для подключения и отключения приемников от источника.
3. Чтобы по электрической цепи циркулировал ток, эта цепь должна быть замкнутой.
4. На электрических схемах указывают, как соединяются между собой всевозможные элементы, включаемые в цепь.
5. Умение составлять на бумаге электрические схемы избавляет от коротких замыканий и выхода из строя различных звеньев цепи.
6. Обозначение каждого элемента цепи стандартизировали. Рядом с графическим символом указывают буквенно-цифровые обозначения. Для одинаковых элементов вводят цифровую нумерацию.
7. Графические обозначения некоторых элементов в Японии и Северной Америке отличаются от принятых в Европе.
8. Элемент цепи можно передвигать по схеме вдоль соединительного проводника, если это не изменяет соединения элемента. Благодаря этому, одну и ту же схему можно нарисовать по-разному.
9. Нарисованная на схеме точка указывает на наличие контакта между проводниками.

Какую электрическую цепь называют замкнутой и разомкнутой

Простейшая электрическая цепь представляет собой нагрузку, подключенную к источнику питания. Для управления цепью в нее последовательно включают замыкающее устройство (ключ). При замкнутом ключе в цепи возникает электрический ток, а при разомкнутом – ток отсутствует. Именно от положения ключа (замкнутый/разомкнутый) напрямую зависит – какую электрическую цепь называют замкнутой и разомкнутой.

Элементы электрической цепи

Электрическую цепь разделяют на 2 участка – внутренний и внешний. Внутренним участком считается источник питания постоянного или переменного напряжения, а внешним – система, состоящая из нагрузки, приборов и соединительных элементов (проводов). Кроме обязательных элементов – источника и нагрузки, электрическая цепь может включать выключатели, реостаты, предохранительные плавкие или автоматические устройства, приборы контроля и индикации. Нагрузка также может состоять из различных потребителей, подключенных в цепь параллельно или последовательно.

Какую электрическую цепь называют замкнутой

Замкнутая цепь – это непрерывный контур, по которому через нагрузку протекает электрический ток. Простым примером является настольная лампа, подключенная в розетку. Пока кнопка выключателя выключена – цепь разомкнута. При этом тока в цепи нет, поэтому лампочка не светит. Когда же кнопка включена, в цепи протекает электрический ток и лампа светит. Такая цепь называется замкнутой.

Более сложным примером является электросеть квартиры, которая представляет разветвленную цепь, состоящую из отдельных цепей, подключенных к одному источнику. Каждая ветка имеет свой выключатель. В этом случае вся цепь может быть замкнутой или только отдельный ее участок.

Какую электрическую цепь называют разомкнутой

Разомкнутая цепь имеет на своем участке, общем для всех потребителей, разрыв в виде отключенного контакта ключа. При этом цепь может оставаться под напряжением, но ток в такой цепи не возникает.

Электрический ток в замкнутой цепи

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (в металлическом проводнике – электронов). Ток возникает при замыкании выключателя, образуя непрерывный путь через нагрузку от одного потенциала к другому отличному от первого: от «+» к «-» или от фазы к нулю. Величина тока рассчитывается по закону Ома для замкнутой цепи.

Сила тока I (А) равна отношению электродвижущей силы источника ℰ (В) к суме сопротивления внешней нагрузки и внутреннего сопротивления источника тока R+r (Ом). I = ℰ/(R+r).

Определение работы электрической цепи

На практике определить замкнута или разомкнута цепь можно несколькими способами. Наиболее распространенным способом является индикация. Например, такие электробытовые приборы как светильники не нуждаются в индикации и их включение можно определить визуально, то есть если светильник светит, значит цепь замкнута.

Другой вопрос – как определить цепь с нагревательными или удаленными приборами? Как правило, такая техника как утюг, конвектор, электроплита и др. оснащаются индикаторной лампочкой, свечение которой оповещает о замкнутой цепи и работе прибора. При нагревании до определенной температуры, термостат отключается, разрывая цепь, и лампочка потухает. После остывания на величину температурного гистерезиса, термостат снова включает цепь, в результате чего лампочка индикатора снова светится.

Индикация позволяет определить лишь наличие тока в цепи, а его величина определяется с помощью амперметра, включенного в цепь последовательно. Применяются также бесконтактные измерительные приборы – токоизмерительные клещи. Это портативный прибор, с помощью которого можно измерить электрический ток в изолированном проводнике. Наличие тока всегда свидетельствует о том, что цепь замкнута.

Читайте также:

• Мощность электрического тока
• Действие электрического тока на организм человека
• Электрическое сопротивление

Какова роль ключа в электрической цепи? Помогите по физике.

Это аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи. Идет по проводу ток, когда ключ размыкаем, цепь обрывается и ток перестает идти — лампочка перестает гореть. И наоборот.

Остальные ответы

подключает или отключает нагрузку. Например, выключатель настольной лампы и является ключом электроцепи

Похожие вопросы
Ваш браузер устарел

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

§ 26. Электрическая цепь и ее элементы

Чтобы разобраться в устройстве электроприбора или устранить неисправность электропроводки, прежде всего необходимо иметь схему соответствующей электрической цепи. О том, что такое электрическая цепь, из чего она состоит и как на ее схеме изображают некоторые электрические устройства, вы узнаете из этого параграфа.

1. Знакомимся с электрической цепью

Любое электрическое устройство — мобильный телефон, планшет, ноутбук, фонарик, цифровой фотоаппарат, калькулятор и др. — имеет определенный набор обязательных элементов. Чтобы выделить эти обязательные элементы и понять их назначение, создадим модель простейшего электрического устройства — карманного фонарика (рис. 26.1).

Рис. 26.1. Модель простейшего электрического устройства: 1 — источник тока — батарея гальванических элементов; 2 — потребитель электрической энергии — лампа; 3 — соединительные провода; 4 — ключ

Чтобы электрическое устройство работало, прежде всего необходим источник тока. В представленной модели источником тока является батарея гальванических элементов (1). Батарея имеет два вывода (полюса). Вывод батареи, на котором накапливается избыточный положительный заряд, обозначен на ней знаком «+».

Второй обязательный элемент — потребитель электрической энергии. В представленной модели это электрическая лампа (2). Любой потребитель тоже имеет два вывода (в лампе они расположены на цоколе — металлическом цилиндре с нарезкой, соединенном со стеклянным баллоном).

Источник тока и потребитель соединены с помощью соединительных элементов — проводов* (3). Для их крепления используют специальные устройства (рис. 26.2), пайку или сварку.

* В представленной на рис. 26.1 модели длины соединительных проводов намеренно увеличены. На практике конструкторы максимально сокращают все «лишние» элементы. Так, в электрическом фонарике роль одного провода часто выполняет металлический корпус. Второй провод тоже отсутствует: один из выводов источника тока непосредственно контактирует с выводом лампы.

Рис. 26.2. Различные зажимы (клеммы) для соединения проводников: аккумуляторные (а); высоковольтные (б); заземление (в); ножевые (г); приборные (д)

И, наконец, последний элемент. Для более удобного включения и выключения потребителей используют различные замыкающие (размыкающие) устройства: ключ, рубильник, выключатель, кнопку или розетку. В рассматриваемой модели (см. рис. 26.1) таким устройством является ключ (4).

Соединенные проводниками в определенном порядке источник тока, потребители, замыкающие (размыкающие) устройства образуют электрическую цепь.

Обратите внимание: в реальном устройстве важен определенный порядок соединения элементов электрической цепи.

На рис. 26.3 изображены две простейшие электрических цепи, которые содержат одинаковые элементы. При этом способ соединения некоторых элементов (ламп) является разным. На рис. 26.3, а лампы соединены последовательно, на рис. 26.3, б — параллельно.

Рис. 26.3. Два способа соединения ламп в электрической цепи: а — последовательное; б — параллельное

2. Знакомимся с механическим аналогом электрической цепи

Чтобы лучше понять назначение элементов электрической цепи, рассмотрим ее механическую модель (рис. 26.4). Модель состоит из двух наполненных водой сосудов (П+ и П-), трубки (3), вертушки (2) и. вашего товарища (1), заданием которого будет непрерывное переливание воды из сосуда П- в сосуд П+. Погрузив один конец трубки в сосуд с более высоким уровнем воды (П+), создадим «водяной ток», который будет вращать вертушку.

Рис. 26.4. Механический аналог электрической цепи, представленной на рис. 26.1. Соответствие элементов можно проследить по цифрам, которыми они обозначены на рисунках

Чтобы вертушка не останавливалась, необходимо постоянно поддерживать «водяной ток». А он будет существовать, пока существует разница уровней воды в сосудах, то есть пока ваш товарищ будет переливать воду. И точно так же электрический ток будет существовать в цепи, пока работает источник тока. Непрерывно «перенося» заряды с одного полюса на другой, источник тока создает и поддерживает электрическое поле. Вы, конечно, догадались, что «водяной ток» в механической модели является аналогом электрического тока.

• Механическим аналогом какого элемента электрической цепи является трубка с водой?

Мы можем закрыть трубку пробкой и таким образом остановить поток воды. Следовательно, в этом случае пробка является механическим аналогом ключа в электрической цепи.

Если заморозить воду в трубке, «водяной ток» прекратится. Таким образом, условием существования «водяного тока» является наличие «субстанции», которая может свободно передвигаться. Для электрической цепи такой «субстанцией» являются свободные заряженные частицы (например, электроны в металлах или ионы в жидкостях).

Обратите внимание на то, что нам совсем не обязательно видеть течение воды в трубке. Его наличие можно зафиксировать, наблюдая, например, за вращением вертушки. Точно так же вывод о наличии электрического тока мы делаем, когда наблюдаем его действия.

3. Знакомимся с электрическими схемами

Чтобы показать, какие именно электрические устройства следует взять и как их соединить, чтобы собрать определенную электрическую цепь, используют электрические схемы (часто их называют просто схемами).

Электрическая схема — это чертеж, на котором условными обозначениями показано, из каких элементов состоит электрическая цепь и каким образом эти элементы соединены между собой.

Условные обозначения некоторых элементов электрической цепи приведены в таблице на с. 138. Обратите внимание на обозначения источников тока (гальванического элемента или аккумулятора и батареи гальванических элементов или аккумуляторов): принято, что длинная черточка обозначает положительный полюс источника тока, а короткая — отрицательный. Направление тока показывают на схемах стрелкой.

Некоторые условные обозначения, применяемые на схемах

За направление тока в цепи условно принято направление, в котором двигались бы по цепи частицы, имеющие положительный заряд, то есть направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

На рис. 26.5 приведены схемы электрических цепей, изображенных на рис. 26.1, 26.3, и показано направление тока в них.

Рис. 26.5. Схемы некоторых электрических цепей: а — схема электрической цепи включения лампы (см. рис. 26.1); б — схема последовательного соединения двух ламп (см. рис. 26.3, а); в — схема параллельного соединения двух ламп (см. рис. 26.3, б). Стрелками показано направление тока после замыкания ключа

Обратите внимание: в металлическом проводнике электроны под действием электрического поля источника тока движутся от отрицательного полюса к положительному, то есть направление движения электронов противоположно принятому направлению тока.

Рассмотрим схему более сложной электрической цепи (рис. 26.6).

Рис. 26.6. Схема включения электрической лампы и обогревателя

Цепь имеет три выключателя (ключа), два потребителя тока (электрическую лампу и электрообогреватель) и источник тока (аккумуляторную батарею).

Если замкнуть ключи К₁ и К₂, а ключ К₃ разомкнуть, то цепь, потребителем в которой является лампа, будет замкнута на источник тока и лампа будет светиться. Если замкнуть ключи К₁ и К₃, а ключ К₂ разомкнуть, то будет работать электрообогреватель, а лампа светиться не будет. Если же замкнуть все три ключа, то одновременно будет светиться лампа и работать электрообогреватель.

• Будет ли работать хотя бы один потребитель, если разомкнуть только ключ К₁? если замкнуть только ключ К₁? Если будет, то какой?

Подводим итоги

Соединенные проводниками источник тока, потребитель электрической энергии, замыкающее (размыкающее) устройство образуют простейшую электрическую цепь.

Чертеж, на котором условными обозначениями показано, из каких элементов состоит электрическая цепь и каким образом эти элементы соединены между собой, называют электрической схемой.

За направление тока в цепи условно принято направление, в котором двигались бы по цепи положительно заряженные частицы, то есть направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные элементы электрической цепи. 2. Используя механическую аналогию, объясните назначение каждого элемента электрической цепи. 3. Приведите примеры потребителей электрической энергии. 4. С какой целью в электрических цепях используют ключ? 5. Что называют электрической схемой? 6. Как на электрических схемах изображают гальванический элемент? батарею гальванических элементов? электрический звонок? ключ? 7. Какое направление принято за направление тока в электрической цепи?

Упражнение № 26

1. На рис. 1 изображена схема электрической цепи. Перенесите схему в тетрадь, знаками «+» и «-» обозначьте полюса источника тока, стрелками покажите направление тока. Подпишите название каждого элемента цепи.

Рис. 1

2. Начертите схему электрической цепи, изображенной на рис. 2, и укажите направление тока в ней.

Рис. 2

3. Электрическая цепь состоит из батареи аккумуляторов, двух ключей, звонка и лампы, причем один ключ может включать только лампу, а второй — только звонок. Начертите схему электрической цепи.

4. Начертите схему электрической цепи, содержащей два звонка, которые включаются одновременно одним ключом, и батарею гальванических элементов. (Обратите внимание на то, что задание можно выполнить двумя способами.) Где можно применить такое соединение?

5. Электрическая цепь состоит из батареи аккумуляторов, звонка, ключа и лампы, причем лампа светится все время, а звонок включается только при замыкании ключа. Начертите схему электрической цепи.

6. Заполните таблицу.

Физическая величина

Символ для обозначения

Единица в СИ