Схемы замещения электрических цепей. Идеальные элементы схем замещения

В каждой реальной электрической цепи можно одновременно наблюдать следую­щие физические процессы:

1) процесс генерирования электрической энергии, который происходит в источни­ках (генераторах) в результате преобразования одного из видов энергии (механической, химиче­ской и др.) в электрическую;

2) процесс преобразования электрической энергии в другие виды, кото­рый проте­кает в приемниках энергии;

3) процесс накопления (или возврата) энергии в объеме магнитного поля:

4) процесс накопления (или возврата) энергии в объеме электрического поля:

Перечисленные физические процессы в том или другом сочетании при­сущи всем эле­ментам электрической цепи, протекают одновременно и связаны между собой законом со­хранения энергии.

При расчете режима электрической цепи она представляется некоторой условной схемой или схемой замещения, состоящей из комбинации идеальных схемных элементов. Каждый идеальный схемный элемент отображает на схеме один из физических процессов. Таких схемных элементов всего 5.

1) Идеальный источник напряжения (ЭДС) Е - это схемный элемент, ко­торый гене­ри­рует на своих выводах постоянную по величине ЭДС (Е=const), не зависящую от тока, имеет символьное обозначение, показанное на рис. 5а, ха­рактеризуется напряжением [В].

2) Идеальный источник тока J - это схемный элемент, которыйгенери­рует в цепи по­стоянный по величине ток (J = const), не зависящий от напряже­ния на его зажимах, имеет символьное обозначение, показанное на рис. 5б, ха­рактеризуется током [A].

3) Идеальный резистор R – это схемный элемент, в котором происходит только про­цесс преобразования электрической энергии в другие виды, имеет символьное обозна­чение, показанное на рис. 5в, характеризуется сопротивле­нием [Ом].

4) Идеальная катушка индуктивности L – это схемный элемент, в котором происхо­дит только процесс накопления (или возврата) энергии в магнитном поле (W_M = Li ²/2), имеет сим­вольное обозначение, показанное на рис. 5г, характе­ризуется индуктивностью [Гн].

5) Идеальная конденсатор С – это схемный элемент, в котором происхо­дит только процесс накопления (или возврата) энергии в электрическом поле (W_Э = Сu ²/2), имеет сим­вольное обозначение, показанное на рис. 5д, характеризу­ется емкостью [Ф].

R

Каждый элемент электрической цепи на схеме замещения представляется одним или комбинацией из нескольких идеальных схемных элементов в зави­симости от необхо­димости учета тех физических процессов, которые в нем про­текают. Например, лампа на­каливания представляется на схеме только од­ним схемным элементом резистором R, так как тепловая и световая энергия много­кратно больше энергии электромагнитного поля.

		Þ

При составлении схемы замещения электрической цепи всегда пренеб­ре­гают вто­ро­степенными физическими процессами и явлениями, не оказываю­щими существенного влия­ния на точность технического расчета режима. По­этому любая схема замещения ре­альной цепи отображает физические процессы в ней с некоторой степенью приближения.