Элементы цепей и основные законы электрических цепей

Основные понятия радиотехнических и электрических цепей

Электрическая цепь – совокупность устройств, предназначаемых для прохождения электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий напряжения и тока.

Различают идеальные и реальные цепи.

Идеальные цепи – модели реальных цепей.

Реальные цепи – линии связи.

Все устройства и объекты подразделяются на 2 группы: источники электрической энергии и приемники энергии.

Источник – устройство, преобразующее различные виды энергии в электрическую (гальванические элементы, аккумуляторы, термоэлементы, генераторы).

Приемник– устройство, преобразующее электрическую энергию в другие виды или запасающее её (электрические лампы, электродвигатели, электронагревательные приборы).

Под элементами в теории электрических цепей подразумеваются не физически существующие составные части электротехнических и радиотехнических устройств, а их идеализированные модели, которым приписываются электрические и электромагнитные свойства так, что они в совокупности приближенно отражают процессы и явления, происходящие в реальных элементах.

Электрический ток– направленное, упорядоченное движение свободных носителей заряда под действием электрического поля. В общем случае ток представляет собой направленное упорядоченное движение как положительных, так и отрицательных зарядов. За направление движения тока принимают направление перемещения положительных зарядов. Численно ток определяется как предел отношения количества электричества, переносимого заряженными частицами сквозь поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. Если обозначить через количество электричества, прошедшего через рассматриваемое сечение проводника за время , то мгновенное значение тока, т. е. значение его в любой момент времени , определится как производная по : .

В Международной системе единиц измеряется в амперах (А), – в кулонах (к) или ампер – секундах (А*сек),– в секундах (сек).

Электрический ток может быть постоянным (не изменяющимся во времени) или переменным (изменяющимся в зависимости от времени).

Направление тока характеризуется знаком тока. Понятия положительный ток или отрицательный ток имеют смысл, только, если сравнивать направление тока в проводнике с некоторым заранее выбранным направлением – т. е. положительным направлением.

Направление тока выбирается произвольно, оно обычно указывается на схеме стрелкой. Истинное направление тока определяется после расчета.

Для измерения тока в цепи используют прибор амперметр. В электротехнике используется понятие идеального амперметра, прибора, который имеет очень малое собственное сопротивление и поэтому, при включении его в цепь, он не оказывает влияние на работу цепи.

 

i

1 2

 

 

Рисунок 1.1 Участок электрической цепи с обозначением направления тока.

 

Выделим участок электрической цепи, через который проходит ток и обозначим концы (зажимы) этого участка цифрами и (рисунок 1.1). Разность электрических потенциалов точек и представляет собой напряжение на данном участке цепи.

Напряжение – это величина, определяемая энергией, затрачиваемой на перенос единичного положительного заряда.

При перемещении электрического заряда из одной точки в другую совершается работа, которая сопровождается выделением энергии.

Скорость изменения энергии во времени называется мощностью.

Если – потребитель энергии

Если – источник энергии.

 

Методические указания.

Важно обратить внимание на определение элементов электрических цепей, а также необходимо усвоить эти определения для дальнейшего изучения курса.

В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы.

Двухполюсник - участок электрической цепи, который можно подсоединять к другим ее участкам только двумя точками (зажимами), которые называются полюсами.

 

Рисунок 2.1 Условное графическое обозначение активного (А) и пассивного (П) двухполюсников