Курс общей физики, Т.2

Курс общей физики, Т.2

Савельев И. В. Курс общей физики: Учеб. пособие. В 3-х т. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. — 3-е изд., испр. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. — 496 с. Второй том трехтомного курса общей физики, созданного профессором Московского инженерно-физического института, заслуженным деятелем науки и техники РСФСР, лауреатом Государственной премии СССР И. В. Савельевым. Главная цель книги — ознакомить студентов с основными идеями и методами физики. Особое внимание обращено на разъяснение смысла физических законов и на сознательное применение их. Для втузов с расширенной программой по физике, однако изложение построено так, что, опустив отдельные места, книгу можно использовать для втузов с обычной программой. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ЧАСТЬ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ § 1. Электрический заряд § 2. Закон Кулона § 3. Системы единиц § 4. Рационализованная запись формул § 5. Электрическое поле. Напряженность поля § 6. Потенциал § 7. Энергия взаимодействия системы зарядов § 8. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом § 9. Диполь § 10. Поле системы зарядов на больших расстояниях § 11. Описание свойств векторных полей Дивергенция. Циркуляция. Теорема Стокса. § 12. Циркуляция и ротор электростатического поля § 13. Теорема Гаусса § 14. Вычисление полей с помощью теоремы Гаусса Поле двух разноименно заряженных плоскостей. Поле заряженной сферической поверхности. Поле объемно-заряженного шара. ГЛАВА II. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ДИЭЛЕКТРИКАХ § 15. Полярные и неполярные молекулы § 16. Поляризация диэлектриков § 17. Поле внутри диэлектрика § 18. Объемные и поверхностные связанные заряды § 19. Вектор электрического смешения § 20. Примеры на вычисление поля в диэлектриках § 21. Условия на границе двух диэлектриков § 22. Силы, действующие на заряд в диэлектрике § 23. Сегнетоэлектрики ГЛАВА III. ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ § 24. Равновесие зарядов на проводнике § 25. Проводник во внешнем электрическом поле § 26. Электроемкость § 27. Конденсаторы ГЛАВА IV. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ § 28. Энергия заряженного проводника § 29. Энергия заряженного конденсатора § 30. Энергия электрического поля ГЛАВА V. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК § 31. Электрический ток § 32. Уравнение непрерывности § 33. Электродвижущая сила § 34. Закон Ома. Сопротивление проводников § 35. Закон Ома для неоднородного участка цепи § 36. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа § 37. Мощность тока § 38. Закон Джоуля — Ленца ГЛАВА VI. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ § 39. Взаимодействие токов § 40. Магнитное поле § 41. Поле движущегося заряда § 42. Закон Био — Савара § 43. Сила Лоренца § 44. Закон Ампера § 45. Магнитное взаимодействие как релятивистский эффект § 46. Контур с током в магнитном поле § 47. Магнитное поле контура с током § 48. Работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном § 49. Дивергенция и ротор магнитного поля § 50. Поле соленоида и тороида ГЛАВА VII. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ § 51. Намагничение магнетика § 52. Напряженность магнитного поля § 53. Вычисление поля в магнетиках § 54. Условия на границе двух магнетиков § 55. Виды магнетиков § 56. Магнитомеханические явления § 57. Диамагнетизм § 58. Парамагнетизм § 59. Ферромагнетизм ГЛАВА VIII. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ § 60. Явление электромагнитной индукции § 61. Электродвижущая сила индукции § 62. Методы измерения магнитной индукции § 63. Токи Фуко § 64. Явление самоиндукции § 65. Ток при замыкании и размыкании цепи § 66. Взаимная индукция § 67. Энергия магнитного поля § 68. Работа перемагничивания ферромагнетика ГЛАВА IX. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА § 69. Вихревое электрическое поле § 70. Ток смещения § 71. Уравнения Максвелла ГЛАВА X. ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ § 72. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле § 73. Отклонение движущихся заряженных частиц электрическим и магнитным полями § 74. Определение заряда и массы электрона § 75. Определение удельного заряда ионов. Масс-спектрографы § 76. Ускорители заряженных частиц ГЛАВА XI. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ § 77. Природа носителей тока в металлах § 78. Элементарная классическая теория металлов § 79. Эффект Холла ГЛАВА XII. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ § 80. Несамостоятельная и самостоятельная проводимость § 81. Несамостоятельный газовый разряд § 82. Ионизационные камеры и счетчики § 83. Процессы, приводящие к появлению носителей тока при самостоятельном разряде § 84. Газоразрядная плазма § 85. Тлеющий разряд § 86. Дуговой разряд § 87. Искровой и коронный разряды ГЛАВА XIII. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ § 88. Квазистационарные токи § 89. Свободные колебания в контуре без активного сопротивления § 90. Свободные затухающие колебания § 91. Вынужденные электрические колебания § 92. Переменный ток ЧАСТЬ 2. ВОЛНЫ § 93. Распространение волн в упругой среде § 94. Уравнения плоской и сферической волн § 95. Уравнение плоской волны, распространяющейся в произвольном направлении § 96. Волновое уравнение § 97. Скорость упругих волн в твердой среде § 98. Энергия упругой волны § 99. Стоячие волны § 100. Колебания струны § 101. Звук § 102. Скорость звука в газах § 103. Эффект Доплера для звуковых волн ГЛАВА XV. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ § 104. Волновое уравнение для электромагнитного поля § 105. Плоская электромагнитная волна § 106. Экспериментальное исследование электромагнитных волн § 107. Энергия электромагнитных волн § 108. Импульс электромагнитного поля § 109. Излучение диполя ЧАСТЬ 3. ОПТИКА § 110. Световая волна § 111. Представление гармонических функций с помощью экспонент § 112. Отражение и преломление плоской волны на границе двух диэлектриков § 113. Световой поток § 114. Фотометрические величины и единицы § 115. Геометрическая оптика § 116. Центрированная оптическая система § 117. Тонкая линза § 118. Принцип Гюйгенса ГЛАВА XVII. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА § 119. Интерференция световых волн § 120. Когерентность § 121. Способы наблюдения интерференции света § 122. Интерференция света при отражении от тонких пластинок § 123. Интерферометр Майкельсона § 124. Многолучевая интерференция ГЛАВА XVIII. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА § 126. Принцип Гюйгенса—Френеля § 127. Зоны Френеля § 128. Дифракция Френеля от простейших преград § 129. Дифракция Фраунгофера от щели § 130. Дифракционная решетка § 131. Дифракция рентгеновских лучей § 132. Разрешающая сила объектива § 133. Голография ГЛАВА XIX. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА § 134. Естественный и поляризованный свет § 135. Поляризация при отражении и преломлении § 136. Поляризация при двойном лучепреломлении § 137. Интерференция поляризованных лучей § 138. Прохождение плоскополяризованного света через кристаллическую пластинку § 139. Кристаллическая пластинка между двумя поляризаторами § 140. Искусственное двойное лучепреломление § 141. Вращение плоскости поляризации ГЛАВА XX. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН С ВЕЩЕСТВОМ § 142. Дисперсия света § 143. Групповая скорость § 144. Элементарная теория дисперсии § 145. Поглощение света § 146. Рассеяние света § 147. Эффект Вавилова — Черенкова ГЛАВА XXI. ОПТИКА ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД § 148. Скорость света § 149. Опыт Физо § 150. Опыт Майкельсона § 151. Эффект Доплера ПРИЛОЖЕНИЯ I. Единицы электрических и магнитных величин в СИ и в гауссовой системе Приложение II. Основные формулы электромагнетизма в СИ и в гауссовой системе Приложение III. Векторный потенциал

Токи при размыкании и замыкании цепи

| на главную | доп. материалы | физика как наука и предмет | электричество и электромагнетизм |

Организационные, контрольно-распорядительные и инженерно-технические услуги
в сфере жилой, коммерческой и иной недвижимости. Московский регион. Официально.

При всяком изменении силы тока в проводящем контуре возникает э. д. с. самоиндукции, в результате чего в контуре появляются дополнительные токи, называемые экстратоками самоиндукции. Экстратоки самоиндукции, согласно правилу Ленца, всегда направлены так, чтобы препятствовать изменениям тока в цепи, т. е. направлены противоположно току, создаваемому источником. При выключении источника тока экстратоки имеют такое же направление, что и ослабевающий ток. Следовательно, наличие индуктивности в цепи приводит к замедлению исчезновения или установления тока в цепи.

Рассмотрим процесс выключения тока в цепи, содержащей источник тока с э.д.с. , резистор сопротивлением R и катушку индуктивностью L. Под действием внешней э. д. с. в цепи течет постоянный ток

(внутренним сопротивлением источника тока пренебрегаем).

В момент времени t=0 отключим источник тока. Ток в катушке индуктивностью L начнет уменьшаться, что приведет к возникновению э.д.с. самоиндукции  препятствующей, согласно правилу Ленца, уменьшению тока. В каждый момент време­ни ток в цепи определяется законом Ома I=_s/R, или

                                                          (127. 1)

Разделив в выражении (127.1) переменные, получим  Интегрируя это уравнение по I (от I₀ до I) и t (от 0 до t), находим ln (I /I₀) = –Rt/L, или

                                                 (127.2)

где t=L/R — постоянная, называемая временем релаксации. Из (127.2) следует, что t есть время, в течение которого сила тока уменьшается в е раз.

Таким образом, в процессе отключения источника тока сила тока убывает по экспоненциальному закону (127.2) и определяется кривой 1 на рис. 183. Чем больше индуктивность цепи и меньше ее сопротивление, тем больше t и, следовательно, тем медленнее уменьшается ток в цепи при ее размыкании.

При замыкании цепи помимо внешней э. д. с. возникает э. д. с. самоиндукции  препятствующая, согласно правилу Ленца, возрастанию тока. По закону Ома,  или

Введя новую переменную  преобразуем это уравнение к виду

где t — время релаксации.

В момент замыкания (t=0) сила тока I = 0 и u = – . Следовательно, интегрируя по и (от – до IR–) и t (от 0 до t), находим ln[(IR–)]/– = —t/t, или

                                                        (127.3)

где  — установившийся ток (при t®¥).

Таким образом, в процессе включения источника тока нарастание силы тока в цепи задается функцией (127.3) и определяется кривой 2 на рис. 183. Сила тока возрастает от начального значения I=0 и асимптотически стремится к установившемуся значению . Скорость нарастания тока определяется тем же временем релаксации t=L/R, что и убывание тока. Установление тока происходит тем быстрее, чем меньше индук­тивность цепи и больше ее сопротивление.

Оценим значение э.д.с. самоиндукции , возникающей при мгновенном увеличении сопротивления цепи постоянного тока от R₀ до R. Предположим, что мы размыкаем контур, когда в нем течет установившийся ток . При размыкании цепи ток изменяется по формуле (127.2). Подставив в нее выражение для I₀ и t, получим

Э.д.с. самоиндукции

т. е. при значительном увеличении сопротивления цепи (R/R₀>>1), обладающей боль­шой индуктивностью, э.д.с. самоиндукции может во много раз превышать э.д.с. источника тока, включенного в цепь. Таким образом, необходимо учитывать, что контур, содержащий индуктивность, нельзя резко размыкать, так как это (возникнове­ние значительных э.д.с. самоиндукции) может привести к пробою изоляции и выводу из строя измерительных приборов. Если в контур сопротивление вводить постепенно, то э.д.с. самоиндукции не достигнет больших значений.

---

Определение, принцип работы и пример

Galvin Power поддерживается читателями. Когда вы покупаете по нашим ссылкам, мы можем получать комиссию бесплатно для вас. Узнать больше

3 января 2023 г. 2 января 2023 г.

Написано Эдвином Джонсом  / Факт проверен Эндрю Райтом

Разница между открытым и закрытым контуром является фундаментальной концепцией, которую должен знать почти каждый. Короче говоря, возможность или невозможность протекания тока отличает их друг от друга:

Замкнутая цепь t в значительной степени представляет собой цепь, в которой поток электронов или ток не прерывается. Электричество завершает круговой путь от одного источника питания к другому без отключения.

Между тем, обрыв цепи содержит разрыв соединения. Отключение обычно происходит из-за того, что переключатель разомкнут или случайно вызван проблемами с электричеством. В этом состоянии электрический ток не может течь.

Продолжайте читать, чтобы узнать все важные подробности об их использовании.

Содержание

• Замкнутый цикл: определение и принцип работы
  • Что это такое?
  • Как это работает?
• Открытая цепь: определение и принцип работы
  • Что это такое?
  • Как это работает?
• Плюсы и минусы
• Все заметные различия между открытым и закрытым контуром
• Пример закрытого и открытого контура
• Что вызывает обрыв цепи?
• Есть ли напряжение в разомкнутой цепи?
• Заключение

Замкнутый контур: определение и принцип работы

Что это такое?

В большинстве электрических систем схемы имеют разную сложность. Более чем в нескольких из них могли быть смешаны замкнутые и разомкнутые цепи. Любая цепь или путь, по которому электричество может течь между двумя последовательными источниками или элементами, может считаться замкнутой цепью.

Как только вы проверите целостность цепи, она есть. Короче говоря, электричество в замкнутой цепи течет правильно, чтобы устройства работали.

Как это работает?

Скорее всего, вам поручили построить замкнутую цепь по физике, или ваш учитель обсуждал электрические цепи в 6-м или 7-м классе. Там будет источник напряжения, проводник, резистор и переключатель — ничего более простого не придумаешь.

Думайте об обычной батарее как об источнике, соединенном с медным проводом, стандартным выключателем и лампочкой, которая содержит вольфрам, действующий как резистор.

Пока ток может течь от батареи к лампочке по проводникам, а выключатель замкнутой цепи включен, в результате чего лампа загорается, значит, вы видите замкнутую цепь.

Открытая цепь: определение и принцип работы

Что это такое?

Какая цепь препятствует протеканию тока? Ответом всегда будет разомкнутая цепь.

Для упрощения определения разомкнутая цепь — это любая цепь, в которой отсутствует ток. Обычно круговой путь тока не может быть завершен в результате размыкания переключателя, обрезания провода или отсутствия лампочки (то есть резистора или любого другого компонента).

Источник все еще там, что делает его технически цепью, но поток тока полностью останавливается в точке отключения. В более технических терминах это представляется как R=∞ (или бесконечное сопротивление) .

Как это работает?

При разомкнутой цепи выключателя лампочка выключается, потому что ток не проходит по намеченному пути. Однако это один хороший пример. Проблемы с электричеством также могут привести к непреднамеренному обрыву цепи.

Например, кто-то или что-то случайно перерезает единственный провод, служащий обратным путем тока. Или может случиться так, что резистор, питаемый от источника, вышел из строя. Электрики классифицируют эти события как обрыв цепи.

Плюсы и минусы

Поскольку разомкнутая цепь — это тип цепи, в которой отсутствует ток, трудно увидеть какую-либо практическую пользу в ее преднамеренном создании.

Замкнутые контуры не менее важны. Следовательно, мы приходим к следующему обзору разомкнутой цепи и короткого замыкания:

Pros

• Замкнутые цепи обеспечивают надлежащую подачу питания в большинство электрических инструментов, гаджетов и оборудования. Без них техника работать не будет, проще говоря.
• Замкнутые цепи отличаются от коротких замыканий тем, что в последних присутствует сопротивление. Например, лампочка обеспечивает сопротивление, когда она открыта.
• Короче говоря, для правильного прохождения и работы электричества необходимы замкнутые цепи.

Минусы

• Непреднамеренное обрыв цепи почти всегда является явным признаком неисправности в вашей электрической сети.
• Разомкнутая цепь не дает возможности заставить электричество работать на вас.

Все заметные различия между разомкнутой и замкнутой цепями

При сравнении разомкнутой и замкнутой цепей мы увидим, что одно является противоположностью другого.

• В разомкнутой цепи существует нулевая непрерывность, в то время как в замкнутой цепи непрерывность есть всегда.
• Переключатель разомкнут в разомкнутой цепи, и наоборот в замкнутой цепи.
• Сопротивление полное, если не бесконечное, в разомкнутой цепи и минимальное в замкнутой цепи.
• Электрики используют символ «(.)» для замкнутой цепи, а для разомкнутой — «()».
• Разность потенциалов возникает на двух клеммах замкнутой цепи. Этого не происходит на клеммах разомкнутой цепи.
• Открытые цепи технически не проводят электричество.
• Не считая проблем с электричеством, разомкнутые цепи означают, что устройство «Выключено», а замкнутые цепи — «Включено».

Пример замкнутой и разомкнутой цепи

Реальные примеры замкнутой цепи включают соединение между телевизором и камерой, позволяющее телевизору отображать экран камеры или фонарик и включенные фары автомобиля.

После выключения фонарика его цепь уже считается разомкнутой. То же самое можно сказать и о телевизоре, который не включается из-за расплавления, перегорания или перерезания важных проводов.

Что вызывает обрыв цепи?

Провода, которые повреждаются до такой степени, что перекрывают единственный путь цепи и соединение между источником напряжения и электроприбором.

Обрыв цепи также может произойти из-за того, что один компонент цепи уже вышел из строя. Конечно, отключение цепи также технически вызывает состояние разомкнутой цепи.

Есть ли напряжение в разомкнутой цепи?

Да. В конце концов, это все еще схема с источником напряжения. Даже если в цепи есть разрыв, напряжение все равно будет присутствовать, готовое установить ток после замыкания цепи.

Заключение

В этом посте ничего не упущено о принципах разомкнутой и замкнутой цепи. Я надеюсь, что я прояснил все оставшиеся сомнения, которые у вас могли возникнуть в отношении этой темы.

В целом, думайте об этих двух противоположностях: замкнутые цепи пропускают ток, а разомкнутые полностью останавливают его. Последнее может быть вызвано ручным прерыванием или случайными проблемными причинами.

Связанный: Подробное сравнение ответвлений и фидерных цепей

Эдвин Джонс

Меня зовут Эдвин Джонс, я отвечаю за разработку контента для Galvinpower. Я стремлюсь использовать свой опыт в маркетинге для создания надежной и необходимой информации, чтобы помочь нашим читателям. Было весело работать с Эндрю и применять его невероятные знания к нашему контенту.

В чем разница между разомкнутой цепью и замкнутой цепью?

Когда вы пытаетесь решить проблему в своем доме, может быть трудно понять, что не так. Вы можете подумать, что что-то не так с автоматическим выключателем, потому что свет гаснет, когда вы включаете прибор. Однако, прежде чем вы начнете разрушать свои стены, прочитайте эту статью, чтобы узнать, в чем разница между разомкнутой цепью и замкнутой цепью!

Определение разомкнутой цепи

Разомкнутая цепь — это электрическая или электронная цепь без полного пути прохождения электрического тока от источника к нагрузке или обратно.

Размыкание цепи может быть создано преднамеренно, например, путем разрыва провода надвое, или это может произойти случайно, например, при размыкании переключателя или возникновении короткого замыкания.

В электронике и электротехнике разомкнутая цепь может также относиться к разрыву в линейной сети, что приводит к бесконечному полному сопротивлению. Это приводит к тому, что вся энергия, протекающая по сети, рассеивается в виде тепла в узле разомкнутой цепи.

Разомкнутые цепи часто используются для создания переключателей, которые могут включать и выключать питание без полного разрыва цепи.

Разомкнутая цепь имеет один или несколько неисправных путей прохождения электрического тока. Даже если источник питания имеет хотя бы один разорванный маршрут, его все равно называют разомкнутой цепью [1].

Без полного пути прохождения электричества по цепи ни одна нагрузка, подключенная к этой цепи, не может получать питание от источника. Другими словами, если устройство или прибор питается от разомкнутой цепи, то это устройство немедленно перестанет работать.

Например, если нет пути для прохождения тока в колбу лампы, то ни свет, ни напряжение не подаются.

Следовательно, пока внутри разомкнутой цепи есть разорванные пути электрического тока, электроны не могут двигаться к положительному выводу батареи, потому что им некуда идти.

Характеристики:

• Когда цепь разомкнута, ток по ней не течет. Это означает, что нет завершенных закрытых путей для прохождения электричества из одного места в другое. Это также означает, что когда электрический заряд проходит через «разомкнутую» цепь, ничего не происходит, и поэтому это можно назвать полным замыканием или «полным отсутствием пути». Другими словами, в таких случаях на клеммах нагрузки будет нулевое напряжение, поскольку они не могут соединиться друг с другом (для замыкания петли) и, следовательно, не могут создавать между собой никакой разности потенциалов;
• Разомкнутая цепь не позволяет подключить к ней какую-либо нагрузку, так как отсутствуют законченные пути прохождения электрического тока от источника напряжения. Это означает, что «разомкнутая» цепь никогда не сможет замкнуть замкнутый контур между двумя своими терминалами, а это означает, что система становится нестабильной и, следовательно, неспособной производить энергию или мощность. Другими словами, электрическая/электронная схема этого типа не может работать в одиночку;

Приложения

Разомкнутые цепи полезны в электронике и электротехнике, где их иногда можно использовать для проверки целостности цепи. Они также могут действовать как преднамеренное прерывание тока, что может произойти при активации определенных переключателей или реле. Это может быть использовано для создания небольших схем или даже полноразмерных.

Например, когда выключатель размыкается, он создает разомкнутую цепь, поэтому через лампочку не протекает ток.

В результате короткого замыкания также может случайно образоваться обрыв цепи. Если происходит внезапное увеличение тока (например, из-за контакта металлического предмета с проводами под напряжением), это может привести к тому, что электроны будут течь слишком быстро, чтобы промежутки между атомами закрылись должным образом.

Это создаст так называемое «короткое замыкание» и позволит электричеству обойти все нормальные пути в цепи. В этом случае через лампочку будет протекать гораздо больший ток, чем обычно, и она может сильно нагреться и даже начать светиться.

В области электроники разомкнутые цепи обычно создаются специально, чтобы проверить, завершена ли цепь. Это можно сделать с помощью так называемого омметра, который выполняет этот тест, измеряя сопротивление и проводимость в разных точках на любом заданном пути. Размыкание цепей также может произойти случайно, когда возникла проблема с электропроводкой.

Определение замкнутой цепи

Замкнутая цепь определяется как любая электрическая или электронная цепь, имеющая полный путь для прохождения электрического тока. Эксперты могут описать цепь без разорванных путей как замкнутую, или мы могли бы сказать, что это замкнутая цепь, если нет разрывов на пути прохождения электричества от источника к нагрузке и обратно. Ток может протекать от источника к нагрузке и возвращаться в редуктор с разомкнутой цепью [2].

Замкнутая цепь также обеспечивает полный путь для электрического тока, а это означает, что электроны могут плавно течь от одного конца к другому. Это позволяет подавать напряжение и мощность на клеммы нагрузки при правильном подключении.

Следует отметить, что замкнутая цепь не обязательно должна включать какие-либо компоненты, такие как резисторы или конденсаторы — они используются только для управления и изменения поведения тока в данной системе.

Характеристики:

• Замкнутая цепь не имеет открытых путей, по которым может выйти электрический ток, что означает, что она обеспечивает полный путь для прохождения электричества. Другими словами, напряжение будет присутствовать на клеммах любой подключенной к ней нагрузки (конечно, при условии достаточного питания), так как теперь они могут соединяться друг с другом и создавать замкнутый контур;
• В отличие от разомкнутой цепи, замкнутая позволяет подключать нагрузку и, следовательно, может обеспечивать питание;
• Замкнутые контуры гораздо более стабильны и надежны, чем открытые, так как в них нет сломанных или прерванных путей, которые могут привести к сбоям в работе. Вот почему замкнутые цепи часто используются в электрических приборах и машинах, где ключевым фактором является надежность;

Области применения

Замкнутые цепи используются в самых разных повседневных устройствах, от простых лампочек до более сложных механизмов, таких как автомобили и самолеты. Фактически, многие электронные гаджеты не будут работать без замкнутых цепей, поскольку они обеспечивают стабильную основу для протекания тока и позволяют различным компонентам функционировать должным образом.

Некоторые распространенные применения замкнутых цепей включают:

• Системы освещения;
• Электродвигатели;
• Приборы отопительные;
• Установки для кондиционирования воздуха;
• Холодильники;

Важно отметить, что любое устройство, содержащее микрочип, также требует замкнутой цепи для правильной работы. Это связано с тем, что для работы микрочипам необходим постоянный поток электричества. Как таковой, если цепь подачи питания на микросхему разорвана или неисправна.

Примером простой электрической цепи, в которой используются принципы, лежащие в основе открытых и закрытых цепей, является выключатель света в вашем доме. Цель этого устройства — предоставить вам простой способ включения и выключения света, который он делает, прерывая или закрывая (закрывая) электрический ток, протекающий через себя, чтобы создать состояние «включено» или «выключено». для любого конкретного прибора.

Другими словами, когда вы нажимаете кнопку, подключенную между двумя полюсами внутри настенной розетки, принадлежащей вашему дому, вы на самом деле активируете то, что мы называем механико-электрическим компонентом, чья работа заключается в том, чтобы закрыть путь для потока электричества: следовательно, создание замкнутой цепи. Таким образом, переключатель управляет потоком энергии между источником напряжения и подключенным к нему устройством.

Диод — это еще одно устройство, работающее в основном по принципам разомкнутой и замкнутой цепи.

Он состоит из двух электродов (анода и катода), расположенных очень близко друг к другу внутри стеклянной колбы, заполненной электролитом. Когда электричество течет от одного электрода к другому через такие жидкости, на их границе образуются свободные электроны из-за того, что мы называем реакциями ионизации или окисления.

Эти ионы движутся путем диффузии к другому электроду, где они соединяются с положительными зарядами, чтобы нейтрализовать себя: таким образом, завершая цепь, которую можно использовать для многих приложений, включая преобразование постоянного тока в переменный ток, выпрямление переменного тока, защиту от перенапряжения. напряжения и перегрузки по току, а также обнаружение сигналов слабого тока.

Что означает «OL» на мультиметре?

Замкнутые схемы находят широкое применение во всех типах электронных устройств и оборудования. Они являются основным компонентом большинства гаджетов и машин, поскольку помогают обеспечить стабильный поток электрического тока без перебоев. На самом деле почти каждый прибор, который вы видите в своем доме, использует замкнутые цепи где-то в своих схемах. От телевизоров до кондиционеров, от холодильников до микроволновых печей — все они используют замкнутые цепи для выполнения своих функций.

Разница между разомкнутой цепью и замкнутой цепью

1. Существенное различие между разомкнутой цепью и замкнутой цепью заключается в том, что в замкнутой цепи нет поврежденного пути, тогда как в разомкнутой цепи есть по крайней мере один сломанный путь.

Разомкнутая цепь — это повреждение на пути прохождения тока. Возможны две причины обрыва цепи — либо поврежден кабель, либо он вообще не подключен. Замкнутая цепь, с другой стороны, не имеет разорванного пути и при необходимости может быть прослежена до исходной точки. Еще одно ключевое различие между обеими схемами заключается в их функциональности:

В разомкнутой цепи, когда электрические заряды двигаются по проводу, они делают это только до того места, где происходит обрыв; за пределами этой области ничего не происходит (нет движения заряда). В отличие от такого поведения токов, несомненно движущихся вокруг, пока они не столкнутся с чем-то, что мешает им двигаться (например, с твердыми объектами), замкнутые цепи не допускают протекания тока, кроме как через замкнутые контуры.

2. В разомкнутой цепи ток течет от источника питания к нагрузке , но из-за обрыва провода обратно к источнику питания не поступает. В замкнутой цепи ток течет по кругу и возвращается к источнику питания.

3. В разомкнутой цепи электрическая энергия не течет ; однако энергия может передаваться от источника к нагрузке по замкнутому контуру.

Проверьте больше сообщений, чтобы улучшить свой опыт в электронике:

• Нормально разомкнутый и нормально замкнутый
• Как построить прототип электронной схемы?
• Что такое схема стартера звезда-треугольник?

Часто задаваемые вопросы

1. Что означает разомкнутая цепь?

Разомкнутая цепь — это цепь с обрывом или «размыканием» где-то в ней, так что ток не будет течь.

Разомкнутая цепь, также известная как неполная цепь, представляет собой цепь, в которой путь был отрезан. Сказать, что автоматический выключатель или предохранитель «разомкнул» или сработала система, — это типичная фраза электротехнической промышленности [3].

2. Что такое замкнутый контур в физике?

Замкнутая цепь — это электрическая цепь, в которой ток протекает по всему пути. Электроны непрерывно движутся по контуру, никогда не покидая проводника. Замкнутая цепь позволяет электричеству течь свободно, и это создает постоянный поток энергии.

В вашем доме, скорее всего, есть выключатель света, работающий по принципу разомкнутой и замкнутой цепи. Когда вы нажимаете кнопку, соединенную между двумя полюсами внутри настенной розетки, вы на самом деле активируете то, что мы называем механико-электрическим компонентом, известным как переключатель, чья работа состоит в том, чтобы закрыть (закрыть) путь для потока электричества: следовательно, создать замкнутая цепь.

Это позволит подавать питание от источника напряжения (например, от электрической сети вашего дома) и зажигать лампочку. В тот момент, когда вы отпустите кнопку, она снова разомкнет (разомкнет) цепь и разорвет соединение между полюсами, прекратив подачу питания к лампочке.

3. Что такое пример разомкнутой цепи?

Разомкнутая цепь — это тип электрической цепи, в которой отсутствует полный ток. Это означает, что цепь не замкнута, и по ней не может течь электричество.

Например, два провода соединены друг с другом, но между ними нет подключенного оборудования; это оставляет открытый путь для электронов от одного провода к другому, потому что они отсоединяются воздухом или каким-либо изолятором, таким как пластик или резина, вместо того, чтобы соединяться с чем-то, например, с лампочкой.

В электронике, если ваша батарея потеряла заряд, это также оставит после себя «разомкнутое» соединение, в котором энергия не может должным образом передаваться между компонентами устройства, даже если питание все еще включено (и иногда может повредить ключевые части) .

4. Что вызывает обрыв цепи?

Разомкнутая цепь может быть вызвана рядом причин. Одной из распространенных причин является обрыв проводки, например, когда провод был разорван.

Другая возможность заключается в том, что такой компонент, как предохранитель, перегорел и больше не пропускает ток через цепь.

Наконец, у вас также может быть разомкнутая цепь, если есть что-то, что мешает электронам двигаться по пути, по которому они должны идти, например, воздух или изоляционный материал.

5. Какова разность потенциалов в разомкнутой цепи?

Падение разности потенциалов (p.d.) на внутреннем сопротивлении элемента. В результате п.д. на клеммах замкнутой цепи ниже, чем разомкнутой, на величину, равную падению потенциала на внутреннем сопротивлении элемента [4].

6. ​​Есть ли напряжение в разомкнутой цепи?

При подключении нагрузки и замыкании цепи напряжение источника распределяется по ней. Когда полная нагрузка устройства или цепи отключена и цепь разомкнута. Однако напряжение холостого хода равно напряжению источника [5].

7. Почему электричество не течет в разомкнутой цепи?

В разомкнутой цепи ток не может течь, потому что путь прерывается каким-то изолятором, который разрывает соединение между различными точками .

Причина, по которой электроны не текут через пустое пространство (в воздухе), связана с электрическими полями. Хотя в вакууме нет противоположных зарядов, в нем присутствует много заряженных частиц, и вы можете думать о них как о магнитах с положительным и отрицательным концами, которые отталкивают друг друга, если их свести слишком близко друг к другу:

Когда один объект притягивает другой, мы говорим, что один объект имеет большее «притяжение», чем другой — это означает, что их силы друг на друга будут сильнее, чем те, которые существовали бы между двумя объектами, когда ни один объект не притягивает сильнее или не притягивает друг друга.