Теория линейных электрических цепей
Электрическая цепь – совокупность устройств, служащих для генерирования, передачи и распределения электрической энергии, в которой процессы описываются с помощью понятий u, i, e, p, w (напряжение, ток, Э.Д.С., мощность, энергия).
Элементом электрической цепи называются отдельные устройства, входящие в эту цепь.
Участок электрической цепи – часть электрической цепи, с включенными в нее элементами.
Узел – место соединения 3-х и более ветвей.
Источники (активные элементы, преобразование механической энергии в электрическую)
| |
Элементы электрических цепей
Двухполюсник – часть электрической цепи, имеющий 2 выходных зажима. Если на разомкнутых зажимах двухполюсника нет напряжения – это
пассивный двухполюсник, а если есть, то
активный двухполюсник.
Электрическая схема – условное графическое изображение электрической цепи в соответствии с государственными стандартами и международными.
I. Источники
1) микроисточники (на входе десятые доли вольт)
2) источники малой мощности
3) источники средней и большой мощности (на выходе Вт, кВт)
| | | |
| генератор переменного тока
| | | генератор постоянного тока
| |
II. Приемники
1)
резисторы
2)
конденсаторы
3) индуктивность
III.
предохранитель с плавкой вставкой
| |
1. Электрический ток (направленное движение положительных носителей). Положительные носители определяют направление. i – мгновенное значение тока (u - изменение заряда). [ i ]=А; I – значение постоянного тока или действующее значение переменного тока.
2. Напряжение.
u – мгновенное значение напряжения
U – значение постоянного напряжения или действующее значение переменного напряжения.
[ u ] = В; u12=j1-j2 u12=; w - мгновенное значение электрической энергии. Напряжение численно равно энергии на перенесение единичного электрического заряда из одной точки в другую.
На пассивной части
u, i совпадают по направлению.
i u
3. ЭДС
e – мгновенное значение ЭДС
Е – значение постоянной ЭДС или действующее значение ЭДС
[ е ] = В ЭДС характеризует источник, отвечает за перераспределение зарядов внутри источника.
4. Электрическая энергия
w - мгновенное значение энергии.
W – значение энергии постоянного тока [ w ] = Дж
dw=u dq; => dw=u i dt; (W = UIt)
5. Мощность (скорость изменения энергии)
p – мгновенная мощность
Р – мощность в цепи постоянного тока или активная мощность в цепи переменного тока [ p ] = Вт; если p>0 – пассивный участок, p<0 – активный.