Zamknięty obwód

Włączony układ elektroniczny można nazwać również zamkniętym obwodem prądu elektrycznego. Prąd elektryczny może płynąć przez przewód (drut). We włączonym komputerze lub telewizorze droga przepływu prądu jest bardziej skomplikowana. W tym przypadku można wydzielić bardzo dużo pojedynczych obwodów elektronicznych, które włączane są jednocześnie jednym wyłącznikiem i które spełniają różne funkcje. Płyną w nich prądy elektryczne o różnych wartościach. Dla elektronika bardzo ważna jest znajomość określonych prawidłowości, rządzących obwodami elektronicznymi.
Na podstawie obwodu prądu elektrycznego elektronik może wyciągnąć wiele wniosków o właściwościach układu. Musi on najpierw poznać sam obwód przepływu prądu, a następnie zastanowić się nad nim i wykonać wiele pomiarów. Ważna jest tu także dostateczna wiedza praktyczna. Przez praktyczne doświadczenia można czasami szybciej zrozumieć i opanować niektóre zagadnienia niż na drodze rozważań teoretycznych.

Rysunek 5.

Na rysunku 5 a przedstawiającym wodociąg z pompą wodną, widać właściwie wszystkie cechy zamkniętego obwodu prądu elektrycznego. Prąd płynie zawsze w zamkniętym, dokładnie określonym obwodzie. Z zamkniętego obwodu prądu elektrycznego nie może wypłynąć na zewnątrz żaden prąd. Nie może także wpłynąć do niego żaden dodatkowy prąd. Jest on przecież zamknięty (cząsteczki wody płyną zawsze w obwodzie utworzonym przez wodociąg; ruch cząsteczek wody wywołany jest ciśnieniem wytworzonym przez pompę wodną).
Podobną sytuację widzimy na rys. 5 b. Bateria zastępuje tu pompę, a przewód elektryczny (drut) rurociąg. Wyobraźmy sobie teraz bardzo duże powiększenie wnętrza drutu, w którym z kolei możemy wyobrazić sobie elementarne nośniki ładunku elektrycznego elektrony. Elektrony te poruszają się między zewnętrznymi orbitami atomów miedzi pod wpływem napięcia elektrycznego. Elektronom, jak i cząsteczkom wody, jest obojętne, w którym kierunku się poruszają. W dobrym przewodniku jest tak zawsze. Kierunek przepływu prądu w rurociągu przedstawionym na rys. 5 a jest ustalony przez kierunek wirowania pompy. Kierunek przepływu prądu elektrycznego jest określony przez polaryzację baterii. Pamiętamy, że strumień elektronów płynie zawsze od bieguna ujemnego do bieguna dodatniego.
 

Jak rysować obwód prądu elektrycznego?

Rysunek 6

Prosty zamknięty obwód prądu elektrycznego, złożony z baterii i odbiornika przedstawiono na rys. 6a.Odbiornikiem może być np. drut rezystywny żelazka elektrycznego lub rezystancja żarówki rowerowej. Rysując obwód elektryczny, elektronik przedstawia odbiornik tak samo jak rezystor i oznacza go przez Rv (rezystancja odbiornika) lub przez RL (rezystancja obciążenia). Na rysunku 6 a napięcie baterii oznaczono literą U. Napięcie to jest doprowadzone przewodami do rezystora RL. Bateria ma biegun dodatni i biegun ujemny. Widzimy także, że w obwodzie płynie prąd /, którego wartość możemy mierzyć dołączając przyrząd do dwóch końców przerwanego przewodu. Prąd płynie wtedy również przez przyrząd pomiarowy.
Na rysunku 6 b przedstawiono układ, z którym często spotykamy się w praktyce. W tym układzie odbiornik w postaci żarówki rowerowej jest zasilany napięciem baterii. Prąd płynący przez żarówkę jest wskazywany przez przyrząd pomiarowy. W ten sposób mierzymy prąd odbiornika, czy też obciążenia (żarówki). Obwód prądu jest tu zamykany wyłącznikiem. Po zamknięciu wyłącznika w obwodzie płynie prąd. Przepływ prądu przerywamy przez ustawienie wyłącznika w pozycji „wył". W takim położeniu wyłącznika prąd nie może płynąć. Ważne jest, że w zamkniętym obwodzie elektrycznym prąd może płynąć bez przeszkód. Nie istnieje wówczas żadna przyczyna, uniemożliwiająca przepływ prądu.

REZYSTANCJA