Электрическая цепь и ее характеристики
Электрическая цепь и ее характеристики

Эта тема охватывает первый раздел рабочей программы. Для изучения данной темы следует использовать материал темы. Кроме этого, может быть использованы учебники по электротехнике.

Обратите особое внимание на ключевые моменты этой темы, которыми являются:

- направления токов, напряжений. ЭДС;

- законы Кирхгофа:

- соотношения между током и напряжением в идеальных элементах цепи. Начинайте осваивать компьютерную программу EWB. предназначенную для выполнения лабораторных работ.

Определение цепи

Электрической цепью назьюается совокупность электротехнических устройств. создающих замкнутый путь электрическому току. Она состоит из источников (генераторов) энергии, приемников энергии (нагрузки) и соединительных проводов. В цепи могут быть также различные преобразователи, защитная и коммутационная аппаратура.
В источниках неэлектрические виды энергии преобразуются (в соответствии с законом сохранения энергии) в энергию электромагнитного поля. Так. например. на гидроэлектростанциях энергия падающей воды преобразуется в энергию электромагнитного по.ля. В приемниках энергия электромагнитного поля преобразуется в тепловую энергию и механическую работу. Кроме того, некоторая часть энергии запасается в электрических и магнитных полях цепи.
Электромагнитные процессы в электротеской цепи описываются с помощью понятий о токе, напряжении, электродвижущей сите (ЭДС), сопротивлении, индуктивности и емкости. Заметим здесь, что ЭДС, токи и напряжения, изменяющиеся во времени, обозначаются строчными латинскими буквами а ЭДС, токи и напряжения, неизменные во времени, обозначаются заглавными латинскими буквами .

 Графическое изображение электрической цепи и ее элементов

Графическое изображение электротеской цепи называется ее схемой. В схеме различают ветви, узлы и контуры. Ветвь - это часть схемы, состоящая только из последовательно соединенных источников и приемников (элементов цепи). Узел - точка схемы, в которой гальванотески соединены не менее трех ветвей (ветви начинаются и заканчиваются на узлах цепи). Контур - замкнутая часть схемы, образованная ветвями. На рис.  даны структурные схемы трех электрических цепей и указано количество ветвей узлов и контуров в каждой из них. 

Для расчета электрических цепей необходимо принять направления для токов, напряжений и ЭДС. Эти направления указывают на схемах стрелками (рис.).


В цепях постоянного тока (рис.,а) направление действия ЭДС источника принято указывать от отрицательного потенциала к положительному потенциалу.

За направление тока принято направление движения положительных зарядов, т.е. стрелка у тока направлена от большего потенциала к меньшему потенциалу. Направление напряжения в приемнике всегда указывают в ту же сторону. что и направление тока.

В цепях синусоидального тока (рис.,6) принято обозначать направления ЭДС, тока и напряжения, используя положительный полупериод тока, при котором ток не изменяет своего направления. При этом картина этих направлений получается аналогичной с цепью постоянного тока.