2.2.2. Приемники электроэнергии.

Источники подразделяют на потребители и накопители. Их главные свойства отражают следующие идеализированные элементы:

1) Сопротивление – элемент цепи, обладающий свойством безвозвратно расходовать поступившую в него электроэнергию.

Физическая реализация: резистор; лампа накаливания; громкоговоритель и т.д.

Сопротивление – коэффициент пропорциональности между I и U (током и напряжением)

U = RI ; R [Ом] =

G = - проводимость, обратна сопротивлению: G [См или Ом^-1]

Р = I² R =

U(I) – (ВАХ) - вольт-амперная характеристика, т.е. зависимость напряжения от тока.

2) Емкость - элемент цепи, обладающий свойством накапливать энергию электрического поля.

Физическая реализация: конденсатор.

Емкость – коэффициент пропорциональности между зарядом и приложенным напряжением.

q = CU ; C [Ф] =

W_Э =

q (U) - (КВХ) – кулон-вольтная характеристика, т.е. зависимость заряда от напряжения (не линейная).

3) Индуктивность - элемент цепи, обладающий свойством накапливать энергию магнитного поля.

Физическая реализация: катушка.

При прохождении тока через катушку в окружающем пространстве возникает магнитное поле с потокосцеплением 𝜓.

𝜓 = ∙ , причем 𝜓 = L ∙ , где L [Гн] =

Индуктивность – это коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током.

W_М = - энергия магнитного поля, запасенная в индуктивности.

Зависимость потокосцепления от тока наз. вебер-амперной характеристикой 𝜓(I) (ВАХ)

=

= =

=

§2.3. Схема электрических цепей. Основа топологии цепей.

Электрические элементы:

активные элементы

пассивные элементы

Геометрические элементы:

Ветвь – участок цепи, по которому проходит один и тот же ток (в).

Узел – точка соединения 3-х и более ветвей (у).

На схеме соединительные провода имеют нулевое сопротивление, поэтому в данных 2-х схемах число узлов равно 1:

Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называется контуром.

Цепь, содержащая один контур, называется одноконтурной или неразветвленной - иначе называется многоконтурной или разветвленной.

Графическое изображение ветвей и узлов без элементов называется графом цепи.

§2.4. Некоторые классификации и электрических цепей.

1. а) линейные, если R, L, C не зависят от U и ;

б) нелинейные.

2. а) активные, если содержат источники энергии;

б) пассивные.

3. а) 2-х полюсные цепи (по числу внешних выводов);

б) 4-х полюсные цепи;

в) многополюсные цепи.

4. а) сосредоточенные параметры (содержит счетное множество элементов R, L, C);

б) распределенные параметры (например, телеграфная линия).

§2.5. Понятие об установившимся и переходном режимах электрических цепей.

Режим электрической цепи – совокупность тока в ветвях и напряжения на элементах.

Режимы, неизменяемые во времени называются установившимися или стационарными - наоборот называются переходные или нестационарные.