Электрическая цепь и её составные части

Электрическая цепь — это путь, по которому течёт электрический ток определённой величины: от источника энергии через проводники к устройству, которое эту энергию потребляет. Без цепи ток течь не может — нужен замкнутый путь, по которому заряды пройдут от одного полюса источника к другому.

Из каких частей состоит электрическая цепь

У любой цепи, от карманного фонарика до сложной домашней электропроводки, три обязательные части.

• Источник энергии — устройство, которое создаёт и поддерживает электрический ток. Это батарейка, аккумулятор, генератор на электростанции.
• Приёмник энергии — то, что потребляет электричество и превращает его в другой вид энергии: свет, тепло, движение. Лампочка превращает ток в свет, электромотор — в движение, утюг — в тепло.
• Соединяющие проводники — провода, которые связывают источник и приёмник в единую цепь. По ним и течёт ток.

Если убрать любую из этих частей, цепь перестанет работать. Без источника нет тока вообще, без приёмника ток не совершает полезной работы, без проводников путь для тока просто не существует.

Как электрическую цепь изображают на схеме

Чертить цепь такой, какая она есть в жизни — с изогнутыми проводами и реальными формами деталей — неудобно и долго. Поэтому в физике используют схемы: каждый элемент цепи заменяют условным обозначением, а соединения между элементами обозначают прямыми линиями. У батарейки своё обозначение, у лампочки своё, у выключателя своё. Такая схема занимает несколько секунд на черновике и при этом полностью показывает, как ток идёт по цепи.

Читайте по теме: Пастбищная пищевая цепь - звенья, признаки и примеры составления.

Умение читать схему — навык, который пригодится не только на уроке. По ней сразу видно, где источник, где приёмник, сколько в цепи проводников и как они соединены между собой.

Узлы, ветви и контуры: из чего состоит замкнутая цепь

Когда проводники в цепи замыкаются в кольцо, они образуют контур — замкнутый путь, по которому может протекать ток. Внутри контура выделяют два важных понятия.

• Узел — точка, где сходятся три или больше проводников. Проще говоря, место разветвления цепи.
• Ветвь — участок цепи между двумя соседними узлами, по которому течёт свой ток.

Простая цепь из одной батарейки и одной лампочки — это один контур без разветвлений, там просто нет узлов, потому что провод идёт от одного полюса к другому без разделений. А вот если в цепи параллельно подключены две лампочки, появляется точка, где провод разделяется на два — это и есть узел, а участки до и после него — ветви.

Составные части электрической цепи: таблица

Примеры электрических цепей из повседневной жизни

Самая простая цепь — карманный фонарик. Батарейка — источник, лампочка — приёмник, металлические контакты внутри корпуса — проводники. Замкнули выключатель — цепь стала замкнутой, ток пошёл, лампочка загорелась.

Более сложный пример — новогодняя гирлянда. Там много лампочек, соединённых либо последовательно, либо параллельно, и в зависимости от способа соединения в схеме появляются узлы и несколько ветвей. Если гирлянда собрана последовательно и хотя бы одна лампочка перегорела, цепь размыкается целиком и гаснут все лампочки. При параллельном соединении каждая лампочка находится на своей ветви, и перегорание одной не влияет на остальные.

Домашняя электросеть — цепь ещё сложнее: источник энергии — электростанция, приёмники — все включённые в квартире приборы, а проводники — провода внутри стен. Узлов там множество, потому что от общего кабеля отходят линии на разные комнаты и розетки.

Зачем школьнику разбираться в устройстве цепи

Понимание составных частей цепи — основа всей школьной электротехники. Без него не получится посчитать силу тока по закону Ома, разобраться, почему в одном случае лампочки горят одинаково ярко, а в другом одна гаснет, если убрать другую. Задачи на последовательное и параллельное соединение проводников прямо построены на понятиях узла, ветви и контура — если путать эти термины, решение задачи развалится с первого шага.

Вопросы по теме

Чем узел отличается от ветви?

Узел — это точка соединения, где сходятся три и более проводника, то есть место разветвления. Ветвь — это участок цепи между двумя соседними узлами. Узел не имеет протяжённости, это точка, а ветвь — это отрезок с определённой длиной и сопротивлением.

Может ли электрическая цепь состоять только из источника и проводников, без приёмника?

Формально ток по такой цепи потечёт, но пользы от него не будет — энергия просто рассеется в проводах в виде тепла, а само включение цепи без приёмника называют коротким замыканием. Оно опасно: провода перегреваются, источник может выйти из строя. Именно поэтому в цепи всегда предусматривают приёмник, который принимает на себя электрическую энергию.

Всегда ли в электрической цепи есть узлы?

Нет. Узлы появляются только там, где цепь разветвляется — например, при параллельном соединении нескольких приёмников. В простой цепи из одного источника и одного приёмника, соединённых напрямую проводом, узлов не будет: там всего одна ветвь и один контур без разветвлений.

Чаще всего путают узел с обычной точкой соединения двух проводов — но узел это только там, где сходятся три и более проводника. И ещё одна частая ошибка: контур и цепь считают одним и тем же, хотя контур — лишь замкнутая часть цепи, а сама цепь может включать несколько контуров одновременно.

Читайте также

• Цепь питания в пустыне - схема и примеры составления
• Пословицы с частицами не и ни
• Части света — сколько их и чем они отличаются от материков