Τα τέσσερα (και περισσότερα) βασικά μέρη ενός ηλεκτρικού κυκλώματος

Όταν ανάβετε ένα φως, πιθανότατα δεν σκέφτεστε τι συμβαίνει για να ανάψει το φως. Προκειμένου το φως να... καλά, φως, τα τέσσερα βασικά μέρη ενός ηλεκτρικού κυκλώματος πρέπει να είναι στη θέση τους για να παρέχουν την απαιτούμενη ισχύ για την παραγωγή φωτός ή για την τροφοδοσία άλλου τύπου ηλεκτρικής συσκευής.

Κάθε ηλεκτρικό κύκλωμα, ανεξάρτητα από το πού βρίσκεται ή πόσο μεγάλο ή μικρό είναι, έχει τέσσερα βασικά μέρη: πηγή ενέργειας (AC ή DC), ένας αγωγός (καλώδιο), ένα ηλεκτρικό φορτίο (συσκευή) και τουλάχιστον ένας ελεγκτής (διακόπτης).

Οραματιστείτε τι συμβαίνει όταν ανάβετε μια φωτεινή ένδειξη δωματίου. Μπορείτε να αλλάξετε ή να πατήσετε έναν διακόπτη για να "ανάψετε" το φως. Η ενέργειά σας προκαλεί τη ροή ηλεκτρισμού (όπως το νερό ρέει μέσω ενός σωλήνα) μέσω των καλωδίων του ηλεκτρικό σύστημα στον λαμπτήρα, ο οποίος μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια που διασχίζει τα καλώδια σε ορατή φως. Η διαδικασία είναι ουσιαστικά η ίδια για την ενεργοποίηση ενός υπολογιστή ή την ενεργοποίηση μιας τηλεόρασης ή για την παροχή της ηλεκτρικής ισχύος που απαιτείται για την εκκίνηση ή τη λειτουργία οποιασδήποτε ηλεκτρικής συσκευής.

Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, η πηγή ισχύος παρέχει το Τάση (η δύναμη που ωθεί τα ηλεκτρόνια μέσω ενός αγωγού - μετρούμενη σε βολτ) και ρεύμα (ο ρυθμός ροής ηλεκτρονίων - μετρημένος σε αμπέρ) για την ενεργοποίηση μιας συσκευής συνδεδεμένης στο κύκλωμα.

Μια πηγή ισχύος τάσης παρέχει ένα σταθερό επίπεδο τάσης στο κύκλωμα. Παραδείγματα πηγών ισχύος τάσης είναι οι μπαταρίες, όπως αυτές του φορητού υπολογιστή ή του αυτοκινήτου σας, η ενέργεια από το ηλιακά πάνελ στη στέγη σας, τον εναλλάκτη του αυτοκινήτου σας, ή την ενέργεια που προέρχεται από τον τοπικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής ή το υδροηλεκτρικό φράγμα.

Από την άλλη πλευρά, μια τρέχουσα πηγή ισχύος (γνωστή ως πηγή σταθερού ρεύματος), η οποία μετράται σε ενισχυτές, παρέχει ένα σταθερό ρεύμα ενέργειας ανεξάρτητα από την τάση της. Συνήθως, κυκλώματα συνεχούς ρεύματος περιλαμβάνονται σε ένα σύστημα για την προστασία της συσκευής που παρέχει το ηλεκτρικό φορτίο στο κύκλωμα. Για παράδειγμα, ένα LED απαιτεί ένα σταθερό ρεύμα για να το προστατεύσει από το κάψιμο ή την καταστροφή.

Σε ένα τυπικό ηλεκτροκίνητο περιβάλλον που χρησιμοποιεί κοινές ηλεκτρικές συσκευές, ο αγωγός είναι η καλωδίωση σε ένα σπίτι ή μια συσκευή που παρέχει τη διαδρομή του κυκλώματος, στο οποίο ρέει η ενέργεια. Το σύστημα αγωγού (αγωγιμότητας) διασυνδέει όλα τα άλλα μέρη του κυκλώματος.

Η ηλεκτρική ενέργεια ρέει κάπως σαν νερό μέσω σωλήνα ή σωλήνα. Ο αγωγός παρέχει τις σωληνώσεις μέσω των οποίων η ηλεκτρική ενέργεια ρέει από την πηγή της στο φορτίο του και επανέρχεται μερικές φορές ξανά. Και όπως το νερό μέσω ενός εύκαμπτου σωλήνα, η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται στο κύκλωμα (όπως απαιτείται από τη συσκευή φορτίου) καθορίζει το εύρος του καλωδίου που αποτελεί τον αγωγό του κυκλώματος.

Ο διακόπτης παρέχει το χειριστήριο που κλείνει (συνεχίζει) ή ανοίγει (διακόπτει) τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας στο κύκλωμα. Υπάρχει μια ποικιλία διακοπτών κυκλώματος, όπως διακόπτες τοίχου, μπουτόν, πλήκτρα εναλλαγής και πολλές βιομετρικές συσκευές.

Ένας διακόπτης κλειστού κυκλώματος μπορεί να έχει είτε παρατεταμένη επαφή είτε παροδική επαφή. Μια παρατεταμένη επαφή, όπως ένας διακόπτης φωτός, διατηρεί το κύκλωμα σε κατάσταση που επιτρέπει συνεχή ροή ενέργειας. Μια παροδική ή στιγμιαία επαφή παρέχει μόνο ροή ενέργειας στο κύκλωμα ενώ πιέζεται ή ενεργοποιείται ένα κουμπί ή παρόμοια συσκευή. Όταν απελευθερωθεί το κουμπί, το κύκλωμα ανοίγει και πάλι.

Οποιαδήποτε συσκευή είναι συνδεδεμένη σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που ενεργοποιείται ή ενεργοποιείται από τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας σε αυτό, παρέχει το ηλεκτρικό φορτίο στο κύκλωμα. Το φορτίο είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιεί η συσκευή για την ολοκλήρωση της εργασίας της. Αυτή η ηλεκτρική κατανάλωση μετράται σε βατ, που ισούται με το ρεύμα (ενισχυτές) πολλαπλασιαζόμενο με τα βολτ στο κύκλωμα. Τα φώτα, οι τηλεοράσεις, οι κινητήρες, οι θερμαντήρες και οι συσκευές είναι συσκευές φόρτωσης που καταναλώνουν ενέργεια.

Ενώ οι περισσότεροι ορισμοί κυκλώματος δείχνουν τρία ή τέσσερα βασικά στοιχεία, υπάρχουν και άλλα χαρακτηριστικά και εξαρτήματα που μπορούν να περιληφθούν σε αυτό που αποτελεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Διάφορες περιγραφές των ηλεκτρικών κυκλωμάτων μπορεί να περιλαμβάνουν άλλα ηλεκτρικά εξαρτήματα, όπως πύλες, μεντεσέδες, τρανζίστορ, μέτρα διαφορετικών τύπων και ούτω καθεξής. Το αν αυτά τα αντικείμενα πρέπει ή όχι να βρίσκονται στον ορισμό εξαρτάται πραγματικά από εσάς, την κατανόησή σας και την εφαρμογή για το εν λόγω ηλεκτρικό κύκλωμα.