Enligt elektronteorin, när potentialskillnaden appliceras över ledaren, flödar en del materia genom kretsen som utgör den elektriska strömmen. Det ansågs att detta material strömmar från högre potential till lägre potential, dvs positiv terminal till cellens negativa terminal genom den externa kretsen.
Denna konvention för strömflöde är så fast etablerad att den fortfarande används. Den konventionella strömriktningen är således från cellens positiva terminal till cellens negativa terminal genom den externa kretsen. Storleken på strömflödet vid någon sektion av ledaren är flödeshastigheten för elektroner, dvs. laddning som strömmar per sekund.
På basis av flödet av elektrisk laddning delas strömmen huvudsakligen in i två typer, dvs växelström och likström. I likström flyter laddningarna genom enkelriktad medan i växelström laddningarna flyter i båda riktningarna.
En elektrisk krets är kombinationen av olika aktiva och passiva komponenter såsom motstånd, kondensatorer, induktorer, dioder, transistorer etc. som bildar ett elektriskt nätverk. I en krets med sluten slinga flyter den elektriska strömmen från källan (såsom batteriet) i det ledande materialet (t.ex. ledningar och kablar) till lasten (dvs glödlampan) och går därför tillbaka till källan.
Vad är en elektrisk krets?
En kombination av olika elektriska element och komponenter som är anslutna på något sätt (enkel eller komplex konfiguration) kallas ett elektriskt nätverk. Det är samma term som används för en elektrisk krets men oftast förknippas med de komplexa nätverk som löses med nätverkssatser.
Komplexa nätverk
En krets som innehåller många elektriska element som motstånd, kondensatorer, induktorer, ström- och spänningskällor (både AC och DC) där alla kretskomponenter och element är komplext konfigurerade kallas ett komplext nätverk. Dessa typer av nätverk kan inte lösas enkelt med enkla Ohms lag eller Kirchhoffs lagar. Om så är fallet kommer antalet ekvationer att märkas mer.
Typer av elektriska kretsar
Det finns många typer av elektriska kretsar som:
- Öppen krets
- Sluten krets
- Kortslutning
- Serie krets
- Parallell krets
- Serie-parallell krets
- Star-Delta Circuit
- AC-krets
- DC-krets
- Enfas krets
- Tre-fas krets
- Resistiv krets
- Induktiv krets
- Kapacitiv krets
- Resistiv, induktiv (RL-krets)
- Resistiv, kapacitiv (RC-krets)
- Kapacitiv, induktiv (LC-kretsar)
- Resistiv, induktiv, kapacitiv (RLC-krets)
- Linjär krets
- Icke linjär krets
- Ensidiga kretsar
- Bilaterala kretsar
- Aktiv krets
- Passiv krets
Öppen krets
En krets som inte har någon returväg för ström att flyta i den (dvs. som inte är färdig) är känd som en öppen krets. Med andra ord, en krets där spänningen tenderar till EMF (av genererande källa) och ingen ström flyter alls kallas en öppen krets.
Sluten krets
En krets som har en returväg för ström att flyta i den (dvs fullbordad krets) är känd som sluten krets.
Kortslutning
En krets som har en returväg för ström att flyta i den där resistansvärdet = noll. (dvs avslutad eller sluten krets utan ansluten last) kallas kortslutning. Med andra ord, en krets där spänningen tenderar till noll och strömmen tenderar till oändlighet kallas en kortslutning.
Serie krets
I dessa kretsar är alla elektriska element (spännings- eller strömkällor, induktorer, kondensatorer, motstånd etc.) anslutna i serie, dvs. det finns bara en väg för att resa elektricitet, t.ex. dessa är enkelgrenkretsar.
Parallellkrets
I dessa kretsar är alla elektriska element (spännings- och strömkällor, induktorer, kondensatorer, motstånd etc) anslutna parallellt, det vill säga det finns många vägar för att resa elektricitet och minimigrenarna i denna krets är två.
Star-Delta krets
Dessa typer av kretsar är anslutna i stjärnanslutning eller deltakoppling. I dessa kretsar är elektriska element anslutna på ett sätt som är odefinierat vad gäller serie-, parallell- eller serie-parallell konfiguration. Stjärndelta-kretsar kan lösas genom Stjärna till Delta och Delta till Stjärna transformation.
AC-krets
En krets som innehåller en AC-matningskälla för spänning kallas AC-kretsar. Matningskällorna är till exempel generator och synkrongeneratorer.
DC-krets
En krets som innehåller en DC-matningskälla för spänning är känd som DC-kretsar. Matningskällorna är till exempel batterier och DC-generatorer.
Enfaskretsar
AC-strömmen där alla spänningar har samma sinusformade mönster vid en specifik tidsperiod kallas enfas AC-försörjning. I enfas AC-kretsar behövs endast två ledningar (känd som fas eller linje och neutral) för att slutföra kretsen.
Flerfas kretsar
Poly betyder mer än en. Som namnet antyder, växelström där det finns tre sinusformade spänningar med 120° fasskillnad. I trefas växelströmskretsar behövs trefas tre ledningar eller trefas fyra ledningar för att fullborda kretsen.
Aktiv krets
En krets som innehåller en eller flera EMF-källor (elektromotorisk kraft) kallas aktiv krets.
Passiv krets
En krets där ingen EMF-källa existerar kallas passiv krets.
Linjär krets
En linjär krets är en elektrisk krets där kretsparametrar (motstånd, induktans, kapacitans, vågform, frekvens etc) är konstanta. Med andra ord kallas en krets vars parametrar inte ändras med avseende på ström och spänning en linjär krets.
Icke linjär krets
En olinjär krets är en elektrisk krets vars parametrar varieras med avseende på ström och spänning. Med andra ord, en elektrisk krets där kretsparametrar (motstånd, induktans, kapacitans, vågform, frekvens etc) inte är konstanta, kallas en icke-linjär krets.
Ensidiga kretsar
I ensidiga kretsar förändras kretsens egenskap med ändringen av riktningen för matningsspänningen eller strömmen. Med andra ord tillåter en ensidig krets strömmen att flyta endast i en riktning. Diod eller likriktare är ett exempel på en ensidig krets eftersom den inte utför likriktningen i båda matningsriktningarna.
Bilaterala kretsar
I bilaterala kretsar förändras inte kretsens egenskap med ändringen av riktningen för matningsspänningen eller strömmen. Med andra ord låter en bilateral krets strömmen flyta i båda riktningarna. Transmissionsledning är det bästa exemplet på en bilateral krets eftersom kretsegenskaperna förblir konstanta, om de tillhandahåller matningsspänningen från valfri riktning (startände eller slutände).
Källa till elektrisk energi
Den första komponenten i en elektrisk krets är källan till elektrisk energi som tillåter elektroner att röra sig. Den här källan kan vara ett batteri, en solcell eller en vattenkraftsanläggning – en plats där det finns en positiv och en negativ pol och varifrån laddning kan flöda från den ena till den andra. Detta tryck av elektrisk laddning kallas spänning vars potential mäts i volt.
Enhet i den elektriska kretsen
Den andra komponenten är enheten. Den reagerar på strömmen som passerar genom den. Idag är en enhet något som kan kopplas in i ett vägguttag och användas med el. Slingan är i allmänhet stängd med en bit ledande material. Det är vanligtvis en tråd men det finns andra typer av material som kan stänga slingan också. Till exempel finns det olika metallremsor inuti TV:n som har lagts på en plastyta som kan vara det ledande materialet eller till och med i vissa fall chassit till en enhet som blir en del av den slutna kretsen.
Motstånd hos den elektriska kretsen
Den tredje komponenten är motståndet; varje krets har ett visst motstånd mot flödet av elektroner. Elektroner kolliderar med andra elektroner och atomer som utgör tråden och de omvandlar därmed en del av sin energi till värme. Det är helt enkelt inte möjligt att överföra energi från en form till en annan utan att förlora en del av den energin som värme.
Ficklampa som en elektrisk krets
Ficklampan är en enkel enhet som innehåller alla dessa tre komponenter. De två batterierna i ficklampan är källan.
Glödlampan i änden av ficklampan är enheten som strömmen flyter in i. Ström flyter genom en mycket liten glödtråd som värms upp till en mycket hög temperatur på grund av det elektriska motståndet. Som ett resultat lyser glödtråden starkt.
Kretsen fullbordas slutligen av en metallremsa som går ner i ficklampans sidohylsa. Det finns även en trådspole i ena änden av ficklampan och i andra änden finns kontaktpunkterna för batteriet samt den andra trådremsan som tillsammans fullbordar kretsen.
Strömbrytare, säkring och effektbrytare
Ficklampor och de flesta andra elektriska apparater har också en strömbrytare. En effektbrytare är bara en anordning som hjälper till att bryta den kontinuerliga slingan av det ledande materialet.
När omkopplaren är öppen, finns det inget strömflöde, men när omkopplaren är stängd finns det ett flöde. I princip fungerar alla kretsar så här. Även i kretsen som är ansluten till väggen i ditt rum, finns det en kontinuerlig slinga av tråd som sträcker sig från ditt hem hela vägen till kraftverket.
En säkring eller en strömbrytare används för att förhindra större bränder på grund av överbelastning. En säkring är utformad för att brinna upp om strömmen blir för hög.
Är olika former av elektrisk energi i grunden desamma?
Michael Faraday var en engelsk vetenskapsman som bidrog till studiet av elektromagnetism och elektrokemi.
Michael Faraday gjorde noggranna systematiska undersökningar av alla dessa olika typer av el. Han kunde visa att alla dessa olika former av elektricitet producerade exakt samma typ av fenomen och var resultatet av elektronernas rörelse.
Faraday drog slutsatsen att alla former av energi producerade gnistor, kan flöda genom ledningar och kan fås att fungera. Hans forskning visade också för första gången att djurelektricitet från en elektrisk ål, elektriciteten från ett batteri och blixtens elektricitet alla var ett och samma fenomen.
Elektrisk ström och effekt
Flödet eller rörelsen av elektroner genom den elektriska kretsen kallas den elektriska strömmen. Strömmen mäts i ampere. En ampere motsvarar ungefär 6 miljarder elektroner som passerar en punkt i den kretsen varje sekund.
En annan viktig term förknippad med el är kraft. I en elektrisk krets är effekt lika med strömspänning, mätt i watt. Ju högre watt, desto snabbare förbrukas energin av objektet, vare sig det är en glödlampa, en förstärkare eller någon elektrisk enhet.
