Елементи кіл змінного струму, їх параметри та характеристики
Пристрої, що вмикають в електричне коло, називають елементами цього кола. Усі елементи кола змінного струму мають здатність необоротно перетворювати енергію в інші її види, створювати навколо себе магнітне поле, мати в собі - електричні заряди. Ці здатності характеризують відповідними параметрами:
1. Здатність елемента необоротно перетворювати електроенергію в інші її види характеризують параметром R, який називають активним опором. Його можна визначити з формули:
R = P/I2, (1.2.1)
де P - споживана активна потужність, I - діюче значення сили струму в колі цього елемента;
2. Здатність елемента створювати навколо себе магнітне поле характеризують параметром L, який називається індуктивністю. Його можна визначити з формули:
Ф = Li, (1.2.2)
де і - миттєве значення сили струму;
3. Здатність елемента нагромаджувати у собі електричні заряди характеризують параметром С. який називається ємністю елемента. Його можна визначити з формули:
q = CU, (1.2.3)
де q - нагромаджений в елементі заряд, u - діюча на елементі напруга.
Кожний реальний елемент кола змінного струму, маючи всі три вище перелічені властивості, буде характеризуватися системою змінних параметрів R, L, C.
В теорії кіл змінного струму користуються поняттями ідеальних елементів, які характеризуються лише одним параметром. Такими елементами є резистивний, індуктивний та ємнісним елемент. На рисунку 1.2.1. подано умовні позначення
Рис. 1.2.1.
При складанні розрахункових схем реальні елементи замінюють еквівалентними їм схемами заміщення побудованими з ідеальних елементів. Так, наприклад, котушку індуктивності як реальний елемент можна зобразити у вигляді такої схеми заміщення.
Еквівалентність
означає, що після заміни реального
елемента, його схемою заміщення ніяких
змін у розподілі напруг і струмів не
відбувається.
Розрізняють лінійні й нелінійні елементи кіл змінного струму.
Рис. 1.2.2.
Лінійними називаються елементи, параметри яких R, L, C залишаються сталими незалежно від сили струму і прикладеної напруги. Вольт-амперна, вебер-амперна і кулон-амперна характеристики лінійних елементів є пряма лінія.
Нелінійними називаються елементи, параметри яких при зміні сили струму або прикладеної напруги також змінюються.
Кола змінного струму, в якому всі елементи є нелінійними називається нелінійним колом. Крім того, коло, в якому принаймні один елемент нелінійний, теж називається нелінійним. Далі мова йтиме тільки про лінійні кола.