У чому різниця між закритими та відкритими ланцюгами?

Електрика тече по ланцюгу, і ланцюгом можна керувати, відкриваючи і закриваючи за необхідності.

Але іноді струм може бути перерваний або може виникнути коротке замикання. Крім того, є способи, якими ми можемо навмисно керувати ланцюгом, щоб зробити його відкритим або закритим. Щоб зрозуміти все це, нам потрібно знати різницю між відкритим та закритим контуром.

Різниця міжn відкритий та закрито ланцюг полягає в тому, що ланцюг розімкнений, коли десь на його шляху є розрив, який перешкоджає протіканню електричного заряду. Він тече лише тоді, коли такого розриву немає, тобто коли ланцюг повністю замкнутий. Ми можемо розімкнути або замкнути ланцюг за допомогою вимикача або пристрою захисту, такого як запобіжник або автоматичний вимикач.

Я докладно поясню цю різницю за допомогою прикладів та ілюстрацій, а потім вкажу на інші відмінності для більш детального розуміння.

Що таке відкритий та закритий цикл?

Відкритий цикл

У розімкнутому ланцюгу електричний струм не може протікати через нього.

На відміну від замкненого ланцюга цей тип ланцюга має неповний шлях, який переривається або розривається. Уривчастість робить струм нездатним текти.

Замкнений ланцюг

У замкнутому ланцюзі ним може протікати електричний струм.

На відміну від розімкнутого ланцюга, цей тип ланцюга має повний шлях без переривання або розриву. Безперервність дозволяє струму текти.

ілюстрації

На схемах електричних кіл ми зазвичай вказуємо відкриту і замкнуту частину ланцюга вигнутими дужками та товстою точкою, як показано на малюнку нижче.

Як відкривається замкнутий контур і навпаки

Замкнений ланцюг може стати розімкнутим, або навпаки, розімкнутий ланцюг стати замкнутим.

Як замкнутий цикл може стати відкритим

Якщо струм, що протікає по замкнутому ланцюгу, переривається, він стає розімкненим.

Замкнений ланцюг може випадково розімкнутися, якщо, наприклад, десь у ланцюзі стався урвища через урвище дроту. Але розмиканням замкненого ланцюга можна керувати навмисно або спеціально за допомогою вимикачів, запобіжників та автоматичних вимикачів.

Таким чином, спочатку замкнутий ланцюг може бути розімкнений при обриві дроту шляхом вимикання вимикача, якщо перегорів запобіжник або спрацював автоматичний вимикач.

Як розімкнутий ланцюг стає замкнутим

Якщо струм починає текти через розімкнутий ланцюг, він повинен бути замкнутий.

Розімкнений ланцюг може випадково замкнутися, якщо, наприклад, десь у ланцюзі відбудеться з'єднання через неправильну проводку або коротке замикання. Але замиканням розімкнутого ланцюга також можна керувати навмисно або спеціально за допомогою вимикачів, запобіжників та автоматичних вимикачів.

Таким чином, спочатку розімкнений ланцюг може бути замкнутий через неправильне проведення, короткого замикання, включення вимикача, установки нового запобіжника або включення автоматичного вимикача.

Що відбувається, коли ланцюг розмикається чи замикається

Я покажу вам, що відбувається у випадку схеми освітлення з одним або двома вимикачами.

Ланцюг з одним перемикачем

Проста схема з одним вимикачем може бути послідовно з'єднана тільки з навантаженням, наприклад з лампочкою.

У цьому випадку робота лампочки залежить від цього вимикача. Якщо він закритий (включений), то світло горітиме, а якщо відкритий (вимкнений), світло теж буде вимкнене.

Таке розташування ланцюгів поширене в ланцюгах великої потужності, коли ми повинні бути впевнені, що пристрій, такий як двигун водяного насоса, керується одним перемикачем.

Схема із двома перемикачами

Схема із двома ключами має і практичне застосування.

Що відбувається, коли ланцюг розмикається або замикається, залежить від того, чи є ланцюг повним або неповним і чи є він послідовним або паралельним ланцюгом.

Розглянемо схему з двома вимикачами, розташованими вгорі та внизу сходів, для керування однією лампочкою. У наведеній нижче таблиці розглядаються чотири можливості для кожного типу схеми.

Як видно з наведеної вище таблиці, ОБИД перемикача повинні бути включені (або замкнуті) в послідовному ланцюгу, щоб світло загорілося. Якщо один з них вимкнений або обидва вимкнені, світло буде вимкнено, оскільки він розімкне ланцюг.

У паралельному ланцюгу тільки ОДИН з перемикачів повинен бути увімкнений (або замкнутий), щоб світло загорілося. Світло буде вимкнено лише в тому випадку, якщо обидва перемикачі вимкнені, що повністю розімкне ланцюг.

Для сходів ви повинні мати можливість вимикати світло за допомогою верхнього або нижнього вимикача, тому ви можете бачити, що паралельне розташування є найкращим.

Електрична теорія

Ми можемо розглянути різні аспекти, щоб детальніше зрозуміти різницю між замкнутим і розімкненим ланцюгом. Ці відмінності наведені у таблиці нижче.

Розімкнений ланцюг знаходиться у вимкненому стані, тому що ланцюг розірваний або неповний, тоді як замкнутий ланцюг знаходиться у вимкненому стані, тому що ланцюг безперервний або замкнутий. Розімкнутий ланцюг не дозволяє текти струму, і немає ні перенесення електронів, ні передачі електричної енергії. Навпаки, розімкнений ланцюг дозволяє протікати струму. Отже, також передаються електрони та електрична енергія.

Напруга (або різниця потенціалів) на розриві в розімкнутому ланцюзі дорівнюватиме напрузі живлення і вважається відмінним від нуля, але в замкнутому ланцюзі воно буде майже дорівнює нулю.

Ми також можемо показати іншу різницю в спротиві, використовуючи закон Ома (V = IR). Розімкнутий ланцюг буде нескінченним через нульовий струм (I = 0), але в замкненому ланцюгу він залежатиме від величини струму (R = V/I).

аспект	Розімкнений ланцюг	Замкнений ланцюг
Область	Відкрито або ВИМК.	Закрито або вимкнено
Шлях ланцюга	Зламаний, перерваний чи неповний	Безперервний чи повний
Поточний	Немає поточного потоку	Поточні потоки
природа	Немає перенесення електрона	Передача електрона
Енергія	Електроенергія не передається	Електрична енергія передається
Напруга (PD) на переривнику/вимикачі	Рівне напрузі живлення (ненульове)	Майже нуль
опір	нескінченний	Рівно V/I
Символ

Таким чином, ланцюг є завершеним або функціональним тільки в тому випадку, якщо він замкнутий, а не розімкнений.

Крім повного і безперервного шляху проходження струму, для замкнутого ланцюга потрібні такі елементи:

• Активне джерело напруги, наприклад, батарея.
• Шлях виконаний із провідника, такого як мідний дріт.
• Навантаження в ланцюзі, наприклад лампочка.

Якщо всі ці умови дотримані, електрони вільно тектимуть по всьому ланцюгу.

Погляньте на деякі наші статті нижче.

• Як додати нейтральний провід до існуючого вимикача світла
• Як підключити патрон для лампочки
• Як перевірити автоматичний вимикач мультиметром

Довідка

(1) Леонард Стайлз. Розшифровка кіберпростору: максимальне використання технологій цифрового зв'язку. МУДРЕЦЬ. 2003.