저항

이전 섹션의 회로는 그다지 실용적인 회로가 아닙니다. 사실, 구축하는 것은 매우 위험할 수 있습니다(단일 와이어 조각과 함께 전압 소스의 극을 직접 연결). 위험한 이유는 이러한 단락에서 전류의 크기가 매우 클 수 있기 때문입니다. , 그리고 에너지의 방출은 매우 극적일 수 있습니다(보통 열의 형태로). 일반적으로 전기 회로는 방출된 에너지를 최대한 안전한 방식으로 실용적으로 사용할 수 있는 방식으로 구성됩니다.

램프의 필라멘트를 통한 전류 흐름

전류의 실용적이고 대중적인 용도 중 하나는 전기 조명 작동입니다. 가장 단순한 형태의 전기 램프는 투명한 유리 전구 내부에 있는 작은 금속 "필라멘트"로, 충분한 전류가 통과할 때 열 에너지로 백색열("백열")로 빛납니다. 배터리와 마찬가지로 두 개의 전도성 연결 지점이 있습니다. 하나는 전류가 들어오고 다른 하나는 전류가 빠져나가는 것입니다. 전압원에 연결된 전기 램프 회로는 다음과 같습니다.

전류가 램프의 얇은 금속 필라멘트를 통해 흐르면서 일반적으로 두꺼운 와이어 조각에서보다 더 많은 반대 움직임에 직면합니다. 전류에 대한 이러한 반대는 재료의 유형, 단면적 및 온도에 따라 다릅니다. 기술적으로 저항이라고 합니다. . (도체는 저항이 낮고 절연체는 저항이 매우 높다고 할 수 있습니다.) 이 저항은 "단락"과 비교하여 배터리에서 공급되는 주어진 전압 양으로 회로를 통해 흐르는 전류의 양을 제한하는 역할을 합니다. 전압원(배터리)의 한쪽 끝을 다른 쪽 끝으로 연결하는 와이어 외에는 아무것도 없었습니다. 전류가 저항의 반대 방향으로 이동할 때 "마찰"이 생성됩니다. 기계적 마찰과 마찬가지로 저항에 대해 흐르는 전류에 의해 발생하는 마찰은 열의 형태로 나타납니다. 램프 필라멘트의 집중된 저항으로 인해 해당 필라멘트에서 상대적으로 많은 양의 열 에너지가 발산됩니다. 이 열 에너지는 필라멘트가 하얗게 가열되어 빛을 생성하기에 충분하지만 램프를 배터리에 연결하는 전선(저항이 훨씬 더 낮음)은 같은 양의 전류를 흘려도 거의 따뜻해지지 않습니다. 단락의 경우와 같이 어느 지점에서 회로의 연속성이 끊어지면 전체 회로에 걸쳐 전류의 흐름이 멈춥니다. 램프가 제자리에 있으면 점등이 중지됩니다.

이전과 같이 전류가 흐르지 않으면 배터리의 전체 전위(전압)가 브레이크를 가로질러 사용할 수 있으며 해당 브레이크를 가로질러 브리지하고 전류가 다시 흐르도록 하는 연결 기회를 기다립니다. 이 상태를 개방 회로라고 합니다. , 회로의 연속성이 끊어지면 전류가 전체적으로 차단됩니다. 회로를 "개방"하기 위해 단 한 번의 연속성 중단만 있으면 됩니다. 끊어진 부분이 다시 연결되고 회로의 연속성이 다시 설정되면 이를 폐쇄 회로라고 합니다. .

램프 전환의 기초

여기에서 볼 수 있는 것은 원격 스위치로 램프를 켜고 끄는 기초입니다. 회로의 연속성이 끊어지면 전체 회로에 걸쳐 전류가 중지되므로 의도적으로 해당 연속성을 차단하도록 설계된 장치(스위치라고 함)를 사용할 수 있습니다. ), 회로의 전류 흐름을 제어하기 위해 전선을 연결할 수 있는 편리한 위치에 장착:

이것은 집 벽에 설치된 스위치가 긴 복도에 설치된 램프를 제어하거나 스위치에서 멀리 떨어진 다른 방에 설치된 램프를 제어하는 방법입니다. 스위치 자체는 기계적 레버 작동기 또는 푸시 버튼에 의해 함께 강제되는 한 쌍의 전도성 접점(일반적으로 일종의 금속으로 만들어짐)으로 구성됩니다. 접점이 서로 접촉하면 전류가 서로 흐를 수 있고 회로의 연속성이 설정됩니다. 접점이 분리되면 공기가 절연되어 접점 사이에 전류가 흐르지 않고 회로의 도통이 끊어집니다.

나이프 스위치

기본 원리를 보여주는 가장 좋은 종류의 스위치는 아마도 "칼" 스위치일 것입니다.

나이프 스위치는 전도성 레버에 불과하며 힌지에서 자유롭게 회전하며 전도성인 하나 이상의 고정 접점과 물리적으로 접촉합니다. 위 그림에 표시된 스위치는 "블레이드" 및 접점에 구리(우수 전도체)를 사용하여 도자기 베이스(우수한 절연 재료)에 구성됩니다. 손잡이는 열거나 닫을 때 스위치의 전도성 블레이드에서 작업자의 손을 절연하기 위해 플라스틱입니다. 다음은 하나가 아닌 두 개의 고정 접점이 있는 다른 유형의 나이프 스위치입니다.

여기에 표시된 특정 나이프 스위치에는 하나의 "블레이드"가 있지만 두 개의 고정 접점이 있습니다. 즉, 둘 이상의 회로를 만들거나 끊을 수 있습니다. 현재로서는 스위치가 무엇이고 어떻게 작동하는지에 대한 기본 개념만 알고 있어야 하는 것이 중요하지 않습니다. 나이프 스위치는 스위치 작동 방식의 기본 원리를 설명하는 데 적합하지만 고전력 전기 회로에 사용할 경우 뚜렷한 안전 문제를 나타냅니다. 나이프 스위치의 노출된 도체는 회로와 우발적으로 접촉할 가능성을 분명히 하며, 움직이는 블레이드와 고정 접점 사이에서 발생할 수 있는 스파크는 근처의 가연성 물질을 자유롭게 점화할 수 있습니다. 대부분의 현대식 스위치 디자인은 이러한 위험을 완화하기 위해 절연 케이스 내부에 움직이는 도체와 접점이 밀봉되어 있습니다. 몇 가지 최신 스위치 유형의 사진은 스위치 메커니즘이 나이프 디자인보다 훨씬 더 숨겨져 있음을 보여줍니다.

개방 및 폐회로

회로의 "개방" 및 "폐쇄" 용어에 따라 한 연결 단자에서 다른 연결 단자로 접촉하는 스위치(예:고정 접점에 완전히 닿는 블레이드가 있는 칼 스위치)는 전류가 흐르는 연속성을 제공합니다. 폐쇄라고 합니다. 스위치. 반대로 연속성을 깨뜨리는 스위치(예:칼날이 있는 칼 스위치는 그렇지 않습니다 고정 접점을 만지면 전류가 흐르지 않으며 개방이라고 합니다. 스위치. "열린"과 "닫힌"이라는 단어가 일반적으로 문의 맥락에서 이해되기 때문에 이 용어는 전자공학을 처음 공부하는 학생에게 혼동을 주는 경우가 많습니다. 전기 스위치의 경우 이러한 용어는 반대 의미를 갖습니다. "열림"은 흐름이 없음을 의미하고 "닫힘"은 전류의 자유로운 통과를 의미합니다.

검토:

<울>

저항성 전류에 대한 저항의 척도입니다.

단락 전류의 흐름에 거의 또는 전혀 저항을 제공하지 않는 전기 회로입니다. 높은 전류가 발생하면 많은 양의 열 에너지가 방출될 수 있기 때문에 단락 회로는 고전압 전원에서 위험합니다.

개방형 회로 전류가 흐르는 경로가 중단되어 연속성이 끊어진 경우입니다.

폐쇄 회로 전체에 걸쳐 연속성이 좋은 완전한 것입니다.

통제된 조건에서 회로를 열거나 닫도록 설계된 장치를 스위치라고 합니다. .

용어 "개방" 및 "폐쇄" 스위치 및 전체 회로를 참조하십시오. 개방 스위치는 연속성이 없는 스위치입니다. 전류가 이를 통해 흐를 수 없습니다. 폐쇄형 스위치는 전류가 흐르는 직접(낮은 저항) 경로를 제공하는 스위치입니다.

관련 워크시트:

<울>

스위치

저항기