Электрические цепи и их классификации

Основные элементы электрической цепи, виды цепей по характеру элементов, по изображению, по сложности; топологические элементы цепи: узел,

контур, ветвь.

Простейшее электромагнитное устройство, приведенное на рис. 1, состоит из источника, приемника и проводников электрической энергии. Эти элементы условно называют основными. Если происходящие процессы в таком устройстве могут быть описаны с помощью понятий ЭДС, напряжение и сила электрического тока, то их называют электрической цепью.

Источник эл. энергии преобразует другие виды энергии в электрическую. Сюда относят различные виды генераторов, аккумуляторы и др.

Приемник эл. энергии преобразуется эл. энергии в иные виды энергии. Сюда относя различные электробытовые приборы, инструменты и т. п.

Проводниками называют устройства для передачи эл. энергии от источника к потребителю. Как правило, это провода, кабели и др.

Часто в эл. цепях содержатся вспомогательные элементы, такие как измерительные приборы, приборы коммутации и т. п.

Электрические цепи записывают в виде схем, на которых показываются основные и вспомогательные элементы и их соединения. Наиболее распространены три вида схем: монтажные, принципиальные и замещения.

На монтажных схемах элементы цепи и их соединение показываются в виде рисунков или эскиза. Эта схема часто используется при соединении кабелей и проводов приборов или установок. Мы к ним прибегать не будем

Принципиальная схема определяет состав элементов входящих цепь и связь между этими элементами. С помощью принципиальной схемы получают детальное представление о принципах работы электрического изделия, установки.

Схема замещения (эквивалентная) — это схема, в которой реальные объекты и устройства замещаются идеализированными моделями. Эти схемы используют для облегчения расчетов. В схеме замещения электрические соединения между элементами такое же, как и в принципиальной схеме.

Все элементы эл. цепи на схемах указывают с помощью условных обозначений (исключение составляют монтажные схемы). Условные обозначения для электрических схем установлены стандартами системы ЕСКД. Условные обозначения некоторых основных элементов эл. цепи и приборов измерения будем приводить по мере изучения.

Линейные и нелинейные элементы цепи. Элементы электрической цепи делятся на линейные и нелинейные, в зависимости от их вольт-амперной характеристики. Вольт-амперная характеристика - это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока в нем.

Если сопротивление R элемента не зависит от тока в нем, то такой элемент называют линейным, а его вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию. Электрическая цепь, содержащая только линейные элементы, называется линейной.

Если сопротивление R элемента зависит от тока в нем, то такой элемент называют нелинейным, а его вольт-амперная характеристика носит нелинейный хара/ктер. Электрическая цепь, содержащая хотя бы один нелинейный элемент, называется нелинейной.

Простые и сложные цепи. Простыми электрическими цепями называют цепи, содержащие одни источник энергии. Цепь, содержащая два и более источника, называется сложной. Кроме того участок цепи, содержащий источник электрической энергии, принято называть активным, не содержащий — пассивным.

Топологические элементы цепи: ветвь, узел, контур. Участок электрической цепи от узла до узла, по которому проходит ток одного и того же значения и направления, называют ветвью.

Место соединения трех и более ветвей называют узлом. Узел электрической цепи на схеме отмечают жирной точкой. Если на схеме место скрещивания ветвей точкой не отмечено, это означает, что электрического соединения между ними в месте их пересечения нет.

Часть электрической цепи, образуемой несколькими ветвями, называют контуром. Контур замкнутый, если начальный и конечный узел один и тот же.

Вопросы к теме

1.Что такое электрическое поле и как оно выявляется?

2.Какие физические величины называют электрическим потенциалом, напряжением, током (силой тока), ЭДС? Каково их математическое выражение?

3.Как образуется электрическое сопротивление, его математическое выражение

4. Определения законов Ома и Джоуля-Ленца.

5. Что такое электрическая цепь, каковы ее компоненты: источники, преемники?

6.Активные и пассивные элементы цепи.

7. Пассивные элементы электрической цепи: резистивный, индуктивный, емкостной, связь тока и напряжения на зажимах, мгновенная мощность, условия линейности элементов. Компонентные уравнения.

8.Схемы электрической цепи: принципиальная и эквивалентная.

9.Какие цепи простые и сложные, линейные и нелинейные

10. Что называют узлом, контуром, ветвью электрической цепи?

11.Что называют источником тока и источником напряжения?

12.Как можно преобразовать источник тока в источник напряжения и наоборот?