Библиографический список

1. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи: Учебное пособие. 7-е изд., стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2009. — 592 с.

2. Попов, В.П. Основы теории цепей / В.П. Попов: Учеб. для вузов. — М.: Высш. шк., 2000. — 575с.

3. Бирюков В.Н. Сборник задач по теории цепей: учеб. пособие, под. ред. В.П. Попова / В.Н. Бирюков, В.П. Попов, В.И. Семенцов. — М.: Высш. шк., 1985. — 239 с.

Тема 1. Основные понятия теории электрических цепей

1.1. Электрическая цепь

Электрической цепью называется совокупность элементов и устройств, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий: электрический ток и электрическое напряжение.

Устройства и элементы электрической цепи делятся на две группы: источники и приемники электрической энергии.

Источники электрической энергии представляют собой элементы и устройства, в которых происходит преобразование неэлектрических видов энергии (химической, тепловой, механической и др.) в электрическую энергию, например, гальванические элементы, аккумуляторы, механические электрогенераторы, солнечные батареи и т.п.

Приемники электрической энергии (нагрузки) представляют собой устройства и элементы, в которых происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии или запасание энергии, например, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, интегральные микросхемы и пр.

Элементы электрической цепи соединяют между собой с помощью вспомогательных элементов, к которым относятся: провода, переключатели, разъемы и пр. Для подключения к цепи каждый элемент или устройство имеет внешние выводы, называемые также зажимами, клеммами, полюсами и т. п.

Электрическая цепь, имеющая два вывода, называется двухполюсником (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности), три вывода — трёхполюсником (транзисторы), четыре вывода — четырехполюсником и т.д.

При анализе реальных цепей её элементы и устройства обычно заменяют их идеализированными или эквивалентными моделями. Цепь, полученная в результате такой замены, называется эквивалентной схемой или схемой замещения.

1.2. Электрический ток

Электрический ток— это направленное движение свободных носителей электрического заряда в проводящей среде. В металлах носителями заряда являются электроны, в жидкостях и газах — положительные и отрицательные ионы и т. п..

За направление электрического тока принимают направление, в котором перемещаются положительные заряды. П

Рис. 1.1

ри расчете электрических цепей направление тока выбирается произвольно и считается условно положительным. На рис. 1.1 выбранное направление тока на схеме указано стрелкой на проводнике.

Если значение тока, найденное в результате расчета, является положительным, то это означает, что действительное направление тока совпадает с условно положительным направлением. Если найденное значение тока является отрицательным, то это означает, что действительное направление тока противоположно условно положительному направлению.

Постоянный ток представляет собой ток, не изменяющейся во времени, и определяется как заряда, прошедший через поперечное сечение проводника, за одну секунду

.

Переменный ток представляет собой ток, изменяющейся во времени, и определяется как скорость изменения электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника,

. (1.1)

В Международной системе единиц СИ ток измеряется в амперах (А), заряд — в кулонах (Кл), а время — в секундах (с), то есть [А = Кл/с].