kretsen i forrige avsnitt er ikke veldig praktisk. Faktisk kan det være ganske farlig å bygge (direkte tilkobling av polene til en spenningskilde sammen med et enkelt stykke ledning). Årsaken til at det er farlig er at størrelsen på elektrisk strøm kan være svært stor i en slik kortslutning, og frigjøring av energi kan være svært dramatisk (vanligvis i form av varme). Vanligvis er elektriske kretser konstruert på en slik måte at de gjør praktisk bruk av den frigjorte energien, på en så trygg måte som mulig.

Strømmen Gjennom Filament Av Lampen

en praktisk og populær bruk av elektrisk strøm er for drift av elektrisk belysning. Den enkleste formen for elektrisk lampe er et lite metall «filament» inne i en klar glasspære, som lyser hvitt («glødelamper») med varmeenergi når tilstrekkelig elektrisk strøm passerer gjennom den. Som batteriet har den to ledende tilkoblingspunkter, en for strøm å gå inn og den andre for strøm å gå ut. Koblet til en spenningskilde ser en elektrisk lampekrets omtrent slik ut:

som strømmen virker gjennom lampens tynne metallfilament, møter den mer motstand mot bevegelse enn det vanligvis ville i et tykt stykke ledning. Denne motstanden mot elektrisk strøm avhenger av typen materiale, dens tverrsnittsareal og dens temperatur. Det er teknisk kjent som motstand. (Det kan sies at ledere har lav motstand og isolatorer har svært høy motstand.) Denne motstanden tjener til å begrense mengden strøm gjennom kretsen med en gitt spenning som leveres av batteriet, sammenlignet med «kortslutning» der vi ikke hadde noe annet enn en ledning som forbinder den ene enden av spenningskilden (batteriet) til den andre. Når strømmen beveger seg mot motstandens motstand, genereres «friksjon». Akkurat som mekanisk friksjon manifesterer friksjonen produsert av strømmen som strømmer mot en motstand seg i form av varme. Den konsentrerte motstanden til en lampes filament resulterer i en relativt stor mengde varmeenergi spredt ved det filamentet. Denne varmeenergien er nok til å få filamentet til å lyse hvitt, noe som gir lys, mens ledningene som forbinder lampen til batteriet (som har mye lavere motstand) nesten ikke blir varme mens de utfører samme mengde strøm. Som i tilfelle av kortslutning, hvis kontinuiteten i kretsen er ødelagt når som helst, stopper strømmen gjennom hele kretsen. Med en lampe på plass, betyr dette at det vil stoppe glødende:

som før, uten strømstrøm, er hele potensialet (spenningen) til batteriet tilgjengelig over pause, og venter på muligheten for en tilkobling for å bygge bro over den pause og tillate strømmen igjen. Denne tilstanden er kjent som en åpen krets, hvor en pause i kontinuiteten i kretsen hindrer strøm gjennom. Alt som trengs er en enkelt pause i kontinuitet for å «åpne» en krets. Når noen pauser har blitt koblet igjen og kontinuiteten i kretsen gjenopprettet, er den kjent som en lukket krets.

Grunnlaget for Å Bytte Lamper

det vi ser her er grunnlaget for å slå lamper på og av med fjernbrytere. Fordi noen brudd i en kretsens kontinuitet resulterer i strømstopp gjennom hele kretsen, kan vi bruke en enhet som er utformet for å bevisst bryte den kontinuiteten (kalt en bryter), montert på et hvilket som helst passende sted som vi kan kjøre ledninger til, for å kontrollere strømmen av strøm i kretsen:

Dette er hvordan en bryter montert på veggen av et hus kan styre en lampe som er montert ned en lang gang, eller til og med i et annet rom, langt borte fra bryteren. Bryteren i seg selv er konstruert av et par ledende kontakter (vanligvis laget av en slags metall) tvunget sammen av en mekanisk spakaktuator eller trykknapp. Når kontaktene berører hverandre, kan strømmen strømme fra den ene til den andre og kretsens kontinuitet er etablert. Når kontaktene er skilt, forhindres strømmen fra den ene til den andre av isolasjonen av luften mellom, og kretsens kontinuitet er ødelagt.

Knivbryteren

Kanskje den beste typen bryter som skal vises for illustrasjon av grunnprinsippet, er «kniv» – bryteren:

en knivbryter er ikke noe mer enn en ledende spak, fri til å svinge på et hengsel, som kommer i fysisk kontakt med ett eller flere stasjonære kontaktpunkter som også er ledende. Bryteren vist i illustrasjonen ovenfor er konstruert på en porselensbase (et utmerket isolerende materiale), ved hjelp av kobber (en utmerket leder) for «bladet» og kontaktpunkter. Håndtaket er plast for å isolere operatørens hånd fra bryterens ledende blad når det åpnes eller lukkes. Her er en annen type knivbryter, med to stasjonære kontakter i stedet for en:

den spesielle knivbryteren som vises her har ett «blad», men to stasjonære kontakter, noe som betyr at det kan gjøre eller ødelegge mer enn en krets. For nå er dette ikke veldig viktig å være klar over, bare det grunnleggende konseptet om hva en bryter er og hvordan den fungerer. Knivbrytere er gode for å illustrere det grunnleggende prinsippet om hvordan en bryter fungerer, men de presenterer forskjellige sikkerhetsproblemer når de brukes i elektriske kretser med høy effekt. De eksponerte lederne i en knivbryter gjør utilsiktet kontakt med kretsen en tydelig mulighet, og enhver gnist som kan oppstå mellom det bevegelige bladet og den stasjonære kontakten, er fri for å antennes eventuelle brennbare materialer i nærheten. De fleste moderne bryterdesign har sine bevegelige ledere og kontaktpunkter forseglet inne i et isolerende tilfelle for å redusere disse farene. Et fotografi av noen moderne brytertyper viser hvordan brytermekanismer er mye mer skjult enn med knivdesign:

Åpnede Og Lukkede Kretser

i tråd med kretsens «åpne » og» lukkede » terminologi, gir en bryter som tar kontakt fra en tilkoblingsterminal til den andre (eksempel: en knivbryter med bladet helt berørt det stasjonære kontaktpunktet) kontinuitet for strømmen som strømmer gjennom og kalles en lukket bryter. Omvendt, en bryter som bryter kontinuitet (eksempel: en knivbryter med bladet som ikke berører det stasjonære kontaktpunktet) vil ikke tillate strøm å passere gjennom og kalles en åpen bryter. Denne terminologien er ofte forvirrende for den nye studenten av elektronikk fordi ordene «åpen» og » lukket «er ofte forstått i sammenheng med en dør, hvor» åpen «er likestilt med fri passasje og» lukket » med blokkering. Med elektriske brytere har disse begrepene motsatt betydning: «åpen» betyr ingen strøm mens «lukket» betyr fri passasje av elektrisk strøm.

ANMELDELSE:

• Motstand er målet for motstand mot elektrisk strøm.
• en kortslutning er en elektrisk krets som gir liten eller ingen motstand mot strømmen av strøm. Kortslutninger er farlige med høyspenningskilder fordi de høye strømmene som oppstår, kan føre til at store mengder varmeenergi frigjøres.
• en åpen krets er en hvor kontinuiteten har blitt brutt av en avbrudd i banen for strøm til å flyte.
• en lukket krets er en som er komplett, med god kontinuitet gjennom.
• en enhet designet for å åpne eller lukke en krets under kontrollerte forhold kalles en bryter.
• begrepene «åpen » og» lukket » refererer til brytere samt hele kretser. En åpen bryter er en uten kontinuitet: strøm kan ikke strømme gjennom den. En lukket bryter er en som gir en direkte (lav motstand) bane for strøm til å strømme gjennom.

RELATERTE REGNEARK:

• Brytere
• Motstand
• Spenning, Strøm og Motstand

Prøv Vår Motstand Kalkulator i Vår verktøy seksjon.