Elektriskā ķēde ir ierīce, kas izmanto elektrību, lai veiktu uzdevumu, piemēram, darbinātu vakuumu vai darbinātu lampu. Ķēde ir slēgta cilpa, ko veido strāvas avots, vadi, drošinātājs, slodze un slēdzis. Elektrība plūst caur ķēdi un tiek piegādāta objektam, ko tā darbina, piemēram, vakuuma motoram vai spuldzei, pēc tam elektrība tiek nosūtīta atpakaļ uz sākotnējo avotu; šī elektroenerģijas atgriešana ļauj ķēdei uzturēt elektrības strāvu. Pastāv trīs veidu elektriskās ķēdes: virknes ķēde, paralēlā ķēde un virknes paralēlā ķēde; atkarībā no ķēdes veida, ja ķēde pārstāj darboties, elektrība var turpināties. Divi jēdzieni, Oma likums un avota spriegums, var ietekmēt elektroenerģijas daudzumu, kas plūst caur ķēdi, un līdz ar to arī to, cik labi darbojas elektriskā ķēde.
Kā tas darbojas
Lielākajā daļā ierīču, kas darbojas ar elektrību, ir elektriskā ķēde; kad tas ir pievienots strāvas avotam, piemēram, ir pievienots elektrības kontaktligzdai, elektrība var plūst caur ierīces elektrisko ķēdi un pēc tam atgriezties sākotnējā strāvas avotā, lai turpinātu elektroenerģijas plūsmu. Citiem vārdiem sakot, kad ir ieslēgts strāvas slēdzis, elektriskā ķēde ir pabeigta un strāva plūst no barošanas avota pozitīvā spailes caur vadu uz slodzi un visbeidzot uz negatīvo spaili. Jebkura ierīce, kas patērē enerģiju, kas plūst caur ķēdi un pārvērš šo enerģiju darbā, tiek saukta par slodzi. Spuldze ir viens no slodzes piemēriem; tas patērē elektroenerģiju no ķēdes un pārvērš to darbā — siltumā un gaismā.
Shēmu veidi
Sērijas ķēde ir visvienkāršākā, jo tai ir tikai viens iespējamais ceļš, pa kuru var plūst elektriskā strāva; ja ir bojāta elektriskā ķēde, neviena no slodzes ierīcēm nedarbosies. Atšķirība no paralēlajām ķēdēm ir tāda, ka tajās ir vairāk nekā viens elektrības plūsmas ceļš, tāpēc, ja viens no ceļiem ir bojāts, pārējie ceļi turpinās darboties. Tomēr virknes paralēlā ķēde ir pirmo divu kombinācija: tā pievieno dažas slodzes virknes ķēdei, bet citas – paralēlām ķēdēm. Ja sērijveida ķēde pārtrūkst, neviena no slodzēm nedarbosies, bet, ja pārtrūkst viena no paralēlajām ķēdēm, šī paralēlā ķēde un virknes ķēde pārtrauks darboties, bet pārējās paralēlās ķēdes turpinās darboties.
Ohma likums
Daudzi “likumi” attiecas uz elektriskām ķēdēm, bet Ohma likums, iespējams, ir vispazīstamākais. Oma likums nosaka, ka elektriskās ķēdes strāva ir tieši proporcionāla tās spriegumam un apgriezti proporcionāla tās pretestībai. Tātad, ja, piemēram, palielinās spriegums, palielināsies arī strāva, un, ja pretestība palielinās, strāva samazinās; abas situācijas tieši ietekmē elektrisko ķēžu efektivitāti. Lai saprastu Oma likumu, ir svarīgi saprast strāvas, sprieguma un pretestības jēdzienus: strāva ir elektriskā lādiņa plūsma, spriegums ir spēks, kas virza strāvu vienā virzienā, un pretestība ir objekta pretestība tam. caur to iet strāva. Oma likuma formula ir E = I x R, kur E = spriegums voltos, I = strāva ampēros un R = pretestība omos; šo formulu var izmantot, lai analizētu elektrības ķēžu spriegumu, strāvu un pretestību.
Avota spriegums
Vēl viens svarīgs jēdziens attiecībā uz elektriskām ķēdēm, avota spriegums attiecas uz sprieguma daudzumu, ko ģenerē strāvas avots un pieliek ķēdei. Citiem vārdiem sakot, avota spriegums ir atkarīgs no tā, cik daudz elektrības ķēde saņems. Avota spriegumu ietekmē elektriskās ķēdes pretestības lielums; tas var ietekmēt arī strāvas daudzumu, jo strāvu parasti ietekmē gan spriegums, gan pretestība. Tomēr pretestību neietekmē spriegums vai strāva, taču tā var samazināt gan sprieguma, gan strāvas daudzumu elektriskajās ķēdēs.