Схемы и элементы электрических цепей

Для облегчения расчета и анализа цепей их представляют в виде графических изображений, называемых схемами.

Принципиальная Замещения 1 Замещения 2

На принципиальной схеме показывают условные изображения элементов цепи и их соединения. Эти схемы удобны для изучения принципа работы. Более абстрактное представление об электрической цепи дают схемы замещения, которые являются расчётной моделью соответствующего устройства. Реальные элементы электрической цепи заменяют в схеме замещения расчётными моделями (идеализированными элементами), в которых учитывают только существенные параметры и свойства.

К таким параметрам относят: сопротивление, емкость, индуктивность, взаимная индуктивность и электродвижущая сила (ЭДС). В простейших цепях и их схемах выделяют 6 основных идеализированных элементов: резистор, конденсатор, катушка индуктивности, индуктивно связанные катушки, источник ЭДС и источник тока. Идеализированный резистор или резистивный элемент (, )обладает только одним параметром – сопротивлением. Сопротивление (R) – величина, характеризующая затраты энергии при перемещении зарядов по данному участку цепи. Единица измерения сопротивления 1Ом = 1 В/А, величина обратная сопротивлению – проводимость G = 1/R, измеряется в Сименс 1См = 1/ Ом. Часть электромагнитной энергии в резисторе преобразуется в теплоту, поэтому его относят к активным элементам.

Идеализированная катушка или индуктивный элемент ()обладает одним параметром – индуктивностью (L), который характеризует энергию, запасаемую в магнитном поле. Единица измерения Гн (Генри). Энергия может возвращаться в цепь, поэтому катушка - реактивным элементом. При постоянном токе напряжение на катушке U_L = L(dI_L /dt) =0, т.е. индуктивный элемент – "закоротка".