ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Основные положения

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный университет приборостроения и информатики

М. С. Родюков

ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Основные положения Цепи постоянного тока

Учебное пособие

УДК 621.3 ББК 31.2

P60

Рекомендовано к изданию в качестве учебно-методичнского пособия редакционно-издательским советом МГУПИ

Родюков М. С.

P60 Общая электротехника. Основные положения. Цепи постоянного тока: Учебное пособие –– М.: МГУПИ, 2010 г. 67 с.

В учебном пособии, в общем виде изложены основные положения электротехники, даны базовые определения и понятия. Рассмотрены особенности цепей постоянного тока и на их примере приведены основные методы расчёта электрических цепей.

Предназначено для самостоятельной подготовки студентов, изучающих дисциплины «Общая электротехника», «Электротехника и электроника»

УДК 621.3 ББК 31.2

c Родюков М. С., 2010c МГУПИ, 2010

Оглавление

1. Основные положения	5
1.1. Электрическая цепь. Основные понятия и определения .	5
1.1.1. Электрические цепи и схемы. . . . . . . . . . . . . .	5
1.1.2. Основные величины, характеризующие процессы в
электрической цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	7
1.1.2.1. Электрический ток . . . . . . . . . . . . . . . .	7
1.1.2.2. Сила тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
1.1.2.3. Напряжение . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8

1.1.2.4.Электродвижущая сила (ЭДС) . . . . . . . . . 10

1.1.2.5.Работа, мощность, КПД . . . . . . . . . . . . . 10

1.1.3.Топологические понятия . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.1.4.Режимы работы электрических цепей. Шунт . . . . 13

1.1.4.1. Номинальный режим . . . . . . . . . . . . . . 13

1.1.4.2.Согласованный режим . . . . . . . . . . . . . . 14

1.1.4.3.Режим холостого хода . . . . . . . . . . . . . . 15

1.1.4.4.Режим короткого замыкания . . . . . . . . . . 15

1.1.4.5.Сводная таблица параметров основных режи-

мов электрической цепи . . . . . . . . . . . . . . . .	16
1.1.4.6. Шунт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	16

1.2.Элементы электрической цепи замещения . . . . . . . . . 17

1.2.1.Пассивные элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2.1.1.Резистивный элемент . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2.1.2. Емкостной элемент . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.2.1.3.Индуктивный элемент . . . . . . . . . . . . . . 22

1.2.2.Активные элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.2.2.1. Идеальный источник ЭДС . . . . . . . . . . .	24
1.2.2.2. Идеальный источник тока . . . . . . . . . . .	25
1.2.3. Схемы замещения реальных элементов электриче-
ской цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	26

1.2.3.1.Активные элементы . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.2.3.2.Пассивные элементы . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.3.Законы Кирхгофа и Ома . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.3.1.Закон Ома . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.3.2.Законы Кирхгофа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.3.2.1.Первый закон Кирхгофа . . . . . . . . . . . . . 30

1.3.2.2.Второй закон Кирхгофа . . . . . . . . . . . . . 31

1.4.Эквивалентные преобразования в электрических цепях . 34

1.4.1.Последовательное соединение . . . . . . . . . . . . . 34

1.4.2.Параллельное соединение . . . . . . . . . . . . . . . 35

1.4.3.Взаимные преобразования источников ЭДС и тока . 36

1.4.4. Соединение сопротивлений звездой и треугольником 37

1.5.Нелинейные электрические цепи . . . . . . . . . . . . . . 40

1.5.1.Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.5.2.Параметры нелинейных элементов . . . . . . . . . . 41

1.5.3.Методы расчёта нелинейных цепей . . . . . . . . . . 43

2. Электрические цепи постоянного тока	47
2.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	47

2.2.Законы Кирхгофа и Ома для цепей постоянного тока . . 47

2.3.Методы расчета электрических цепей постоянного тока . 48

2.3.1.Метод эквивалентных преобразований (эквивалент-

ного сопротивления) . . . . . . . . . . . . . . . . . .	49
2.3.2. Методы, основанные на законах Кирхгофа . . . . .	52
2.3.2.1. Метод непосредственного применения законов
Кирхгофа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	52

2.3.2.2.Метод контурных токов . . . . . . . . . . . . . 56

2.3.2.3.Метод узловых потенциалов и метод двух узлов 59

2.3.3.Метод наложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

2.3.4.Метод эквивалентного генератора (активного двух-

полюсника) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	67
Предметный указатель	70
Литература	72
Нормативные документы	73

Глава 1

1.1.1. Электрические цепи и схемы

Электротехника –– это наука о практическом применении электрических и магнитных явлений.

Предметом изучения электротехники являются процессы и явления, происходящие в электрических и магнитных цепях.

Электрическая цепь–– совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, электрическом токе и электрическом напряжении [2].

Всостав электрической цепи входят источники и потребители (нагрузка) электрической энергии, коммутационные устройства и измерительные приборы, а также соединяющие их проводов.

Висточниках происходит преобразование различных видов энергии (чаще всего механической и химической) в электрическую.

В потребителях (нагрузке) происходит преобразование электрической энергии в другие виды (механическую–– электродвигатели, световую–– лампы, тепловую –– нагревательные приборы и т. д.).

Взависимости от характерных признаков существует разные классификации электрических цепей:

1.По роду протекающего тока:

•цепи постоянного тока –– цепи, в которых ток, с течением времени, не меняется по величине [2];

•цепи переменного тока –– цепи, в которых ток, с течением времени, меняется по величине [2].

2.По характеру зависимости между током и напряжением:

•линейные цепи–– цепи, в которых зависимость между током и напряжением имеет линейный характер;

•нелинейные цепи –– цепи, в которых зависимость между током и напряжением, или (и) током и потокосцеплением, или

(и) зарядом и напряжением имеет нелинейный характер [2].

3.По закону изменения тока и напряжения:

•синусоидальные цепи –– цепи, в которых ток и напряжение изменяются по закону синуса (синусоидальный сигнал ещё называется «гармоническим»);

•несинусоидальные цепи –– цепи, в которых ток и напряжение изменяются по закону, отличному от синуса.

4.По наличию источника электрической энергии:

•активные цепи –– электрические цепи, содержащие источники электрической энергии [2];

•пассивные цепи –– электрические цепи, не содержащие источников электрической энергии [2].

5.По влиянию длины цепи на её параметры1:

•электрическая цепь с сосредоточенными параметрами –– электрическая цепь, в которой электрические сопротивления, индуктивности и электрические емкости считают сосредоточенными на отдельных участках этой цепи [2];

•электрическая цепь с распределенными параметрами –– электрическая цепь, в которой электрические сопротивле-

ния, проводимости, индуктивности и электрические емкости распределены вдоль этой цепи [2].

Для удобства представления и анализа электрических цепей используются электрические схемы, на которых элементы электрической цепи изображаются с помощью условных графических обозначений (УГО)2.

1Протяжённость электрической цепи начинает оказывать влияние на её параметры когда длина электромагнитной волны, создаваемой источником электрической энергии, будет сопоставима (или больше) длины цепи.

2Применение и начертание условных графических обозначений регламентируются ЕСКД и приведено в стандартах серии 2.7.

Источник: https://StudFiles.net/preview/2874418/

Основные термины и определения электротехники

Электрический ток (I) это направленное движение свободных носителей электрического заряда. В металлах свободными носителями заряда являются электроны, в плазме, электролите — ионы. Единица измерения силы тока – ампер (А).

Условно за положительное направление тока во внешней цепи принимают направление от положительно заряженного электрода (+) к отрицательно заряженному (-). Если направление тока в ветви неизвестно, то его выбирают произвольно.

Если в результате расчета режима цепи, ток будет иметь отрицательное значение, то действительное направление тока противоположно произвольно выбранному.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение (U) это характеристика работы сил поля по переносу электрических зарядов через внешние элементы цепи. При этом электрическая энергия преобразуется в другие виды. Единица измерения – вольт (В).

За положительное направление напряжения приемника принимают направление, совпадающее с выбранным положительным направлением тока.

В электрических цепях и энергетических системах напряжение может иметь значения в пределах от нескольких вольт до сотен тысяч вольт.

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила Е (ЭДС) характеризует способность индуцированного поля вызывать электрический ток. Единица измерения – вольт (В). Источники энергии могут быть источниками ЭДС и тока. В данном пособии рассматриваются только источники ЭДС. Источник ЭДС характеризуется двумя параметрами: значениями ЭДС (Е) и внутреннего сопротивления (r0).

Источник ЭДС, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, называют идеальным источником. Реальный источник ЭДС имеет определенное значение внутреннего сопротивления. У источника ЭДС внутренне сопротивление значительно меньше сопротивления нагрузки (RН) и электрический ток в цепи зависит главным образом от величины ЭДС и сопротивления нагрузки.

Источник ЭДС имеет следующие графические обозначения.

Вольтамперная характеристика источника ЭДС имеет вид:

Рис. 1

Зависимость между напряжением на зажимах источника и его ЭДС имеет вид:

U = E — r0 × I (для реального источника ЭДС)

U = E (для идеального источника).

Электрическое сопротивление R это величина, характеризующая противодействие проводящей среды движению свободных электрических зарядов (току). Единица измерения – Ом. Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью G. Единица измерения – сименс (См).

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление проводника определяется по формуле

R=ρl/S

где l – длина;
S – поперечное сечение;
ρ — удельное сопротивление.

По способности проводить электрический ток электротехнические материалы можно разделить на группы: проводники, диэлектрики и полупроводники.

Проводниковые материалы

Проводниковые материалы (алюминий, медь, золото, серебро и др.) обладают высокой электропроводностью. Наиболее часто в проводах и кабелях используется алюминий, как наиболее дешевый. Медь имеет большую электропроводимость, но она дороже.

Из проводников следует выделить группу материалов с большим удельным сопротивлением. К ним относятся сплавы ( нихром, фехраль и др.) они используются для изготовления обмоток нагревательных приборов и реостатов. Вольфрам используется в лампах накаливания. Константан и манганин используются в качестве сопротивлений в образцовых приборах.

Электроизоляционные материалы (диэлектрики)

Электроизоляционные материалы (диэлектрики) имеют очень малую удельную электрическую проводимость. Они бывают газообразные, жидкие и твердые. Особенно большим разнообразием отличаются твердые диэлектрики.

К ним относятся резина, сухое дерево, керамические материалы, пластмассы, картон, пряжа и др. материалы. В качестве конструкционных материалов применяются текстолит и гетинакс.

Текстолит это диэлектрический материал основой которого является ткань, пропитанная феноло-формальдегидной смолой. Гетинакс это бумага, пропитанная феноло-формальдегидной смолой.

Полупроводники

Полупроводники по электропроводимости занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Простые полупроводниковые вещества – германий, кремний, селен, сложные полупроводниковые материалы — арсенид галлия, фосфид галлия и др. В чистых полупроводниках концентрация носителей заряда – свободных электронов и дырок мала и эти материалы не проводят электрический ток.

Если в полупроводниковый материал ввести примесь (донорную или акцепторную), то есть произвести легирование, то полупроводник становится обладателем или электронной (n) проводимости (избыток электронов), или дырочной (р) проводимости (избыток положительных зарядов – дырок). Если соединить два полупроводника с различными видами проводимости, получим полупроводниковый прибор (диод), который используется для выпрямления переменного тока.

Мощность в электрической цепи характеризует интенсивность преобразования энергии из одного вида в другой в единицу времени. Единица измерения мощности – Ватт (Вт).

Для цепи постоянного тока мощность источника

Pист = E I.

Мощность приемника

Рпр = U × I = R × I2 = U2/R

Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции — устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями, был открыт в 1831 году М. Фарадеем, в 1873 году закон был обобщен и развит Д.Максвеллом:

Если магнитный поток Ф, проходящий сквозь поверхность, ограниченную некоторым контуром, изменяется во времени t, в контуре индуцируется ЭДС e, равная скорости изменения потока

Рис. 2

Дальше >
Лекции по основам электротехники >

Источник: https://dprm.ru/elektrotehnika/osnovnye-terminy-i-opredelenia

Электрические цепи для чайников: определения, элементы, обозначения

Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!

Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм.

Электрические цепи

Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь.  Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

Электрическая цепь – это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.

Электрическая цепь

Кстати, о том, что такое трансформатор, читайте в отдельном материале нашего блога.

По какому фундаментальному признаку можно разделить все цепи электрического тока? По тому же, что и ток! Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В цепи постоянного тока он не меняет своего направления, полярность источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине.

Сейчас переменный ток используется повсеместно. О том, что для этого сделал Никола Тесла, читайте в нашей статье.

Элементы электрических цепей

Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.

Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию.

Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками.

Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.

Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.

Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.

 

Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.

Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него.

Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.

Какие есть способы соединения элементов электрической цепи? Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.

 

При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:

• Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
• Узел – соединение ветвей цепи;
• Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.

Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

 

Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

• Силовые электрические цепи;
• Электрические цепи управления;
• Электрические цепи измерения;

Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.

Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.

Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.

Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

 

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа.

Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров.

Для нашей схемы:

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов

Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!

Источник: https://Zaochnik.ru/blog/elektricheskie-cepi-dlya-chajnikov-opredeleniya-elementy-oboznacheniya/

Электрические цепи. Виды и составные части. Режимы работы

Различные элементы, соединенные проводниками электрического тока между собой, образуют электрические цепи. Перечень компонентов цепи может быть довольно большим. Существуют разные виды элементов цепи электрического тока: пассивные и активные, линейные и нелинейные и много других. Всю классификацию перечислить очень трудно.

Виды и составные части

Для работы цепи необходимо наличие соединительных проводников, потребителей, источника питания, выключателя. Контур цепи должен быть замкнут. Это является обязательным условием работы электрической цепи. Иначе ток в цепи протекать не будет. Не все контуры считаются электрическими цепями.

Например, контуры зануления или заземления ими не признаются, так как в обычном режиме в них нет тока. Однако, по принципу действия они также являются электрическими цепями, так как в аварийных случаях в них протекает ток. Контур заземления и зануления замыкается с помощью грунта.

Внутренние и внешние электрические цепи

Для создания упорядоченного движения электронов, нужно наличие разности потенциалов между каким-либо участком цепи. Это обеспечивается при подключении напряжения в виде источника питания.

Он называется внутренней электрической цепью. Остальные компоненты цепи образуют внешнюю цепь.

Для задания движения зарядов в источнике питания против направления поля требуется приложить сторонние силы.

Такими силами могут выступать:

Напряжение в цепи может быть, как постоянным, так и переменным, в зависимости от свойств источника питания. По этому признаку в электротехнике электрические цепи разделяют на контуры цепей. Такое объяснение вида цепи упрощенное, так как закон изменения движения электронов намного сложнее.

Кроме упорядоченного движения, электроны задействованы в хаотичном тепловом движении. Чем выше температура материала, тем больше скорость хаотичного движения носителей заряда. Однако, такой вид движения не участвует в создании электрического тока.

От источника питания зависит и род тока, то есть свойства внешней цепи. Батарея элементов выдает постоянное напряжение, а разные обмотки генераторов или трансформаторов выдают переменное напряжение. Это зависит от внутренних процессов в источнике питания.

Внешние силы, создающие движение электронов, называются электродвижущими силами, которые характеризуются работой, выполненной источником для перемещения единицы заряда, измеряется в вольтах.

Практически в расчетах цепей применяют два класса источников питания:

1. Источники напряжения.
2. Источники тока.

В реальности такие идеальные источники не существуют, но практически их пытаются имитировать.

В бытовой сети мы имеем напряжение 220 вольт с определенными нормированными отклонениями. Это является источником напряжения, так как норма дана именно на этот параметр. Значение тока не играет большой роли.

На электростанции круглосуточно поддерживается постоянная величина напряжения, независимо от запросов.

Источник тока действует по-другому. Он поддерживает определенный закон движения электронов, а величина напряжения не имеет значения. В пример можно привести сварочный аппарат. Для нормального хода сварки необходимо поддерживать постоянное значение тока. Эту функцию выполняет инверторный электронный блок.

Сеть питания может быть, как переменной, так и постоянной. Это не играет большой роли. Важнее выдержать, например, параметр ЭДС.

Выключатель

Это устройство позволяет соединить потребитель с источником питания. При пользовании выключателем, на его контактах образуется искра. Она возникает из-за наличия емкостного сопротивления.

Чтобы избежать искрения, в электрическую цепь добавляются дроссели, а в выключатель устанавливают контакты специального вида.

Электрические цепи могут иметь и другие решения для предотвращения возникновения искры.

Проводники

Электрические провода чаще всего производят из алюминия или меди. Это объясняется низким удельным сопротивлением этих металлов, хотя стоимость их в последнее время повышается. На проводах при работе выделяется тепло, которое зависит от двух параметров:

• Электрического тока.
• Сопротивления участка цепи.

Электрический ток определяется необходимостью потребителя, поэтому изменять можно только удельное сопротивление, которое должно быть как можно ниже.

Все металлы при уменьшении температуры уменьшают сопротивление, в результате чего снижаются потери энергии.

Если взять полупроводники, то среди них есть образцы с отрицательным и с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Если сравнивать абсолютные значения сопротивления, то у металлов оно намного меньше.

Потребители

Все остальные компоненты электрической цепи, кроме перечисленных выше, считаются потребителями.

Полезной нагрузкой является простая лампа накаливания, электродвигатель, нагревательное устройство. Параметры цепи слишком зависят от потребителей.

Электрические цепи имеют обмотки трансформаторов, которые обладают большим индуктивным сопротивлением. Это отрицательно влияет на передачу электричества от источника.

Направление кроме тока может изменять и мощность. При этом энергия циркулирует в одну и в другую сторону. Такая мощность называется реактивной, и не выполняет полезной работы. Однако, она нагревает проводники и изменяет форму электрического сигнала.

В результате реактивная мощность замкнется внутри двигателя, и не выделит чрезмерного тепла в проводах.

Индуктивные потребители имеют важное свойство: они расходуют электроэнергию, которая превращается в магнитное поле и передается дальше.

В электронике существует множество разнообразных потребителей, которые можно разделить на классы:

• Активные потребители. Для своего функционирования им требуется наличие электрической энергии. От основной сети они практически не работают.

  К ним относятся транзисторы, микросхемы, тиристоры и много других видов, являющихся своеобразными электронными ключами. Электродвигатели имеют отличие в том, что работают непосредственно из сети питания.

• Пассивные потребители не нуждаются во внешнем источнике питания. Они пропускают через себя электрический ток особым образом. Например, полупроводники (тиристоры) начинают пропускать ток только при достижении определенной величины напряжения.

  Значит, они являются пассивными потребителями, и имеют нелинейные свойства пропускания тока. К таким же видам можно причислить диоды, пропускающие ток только в одну сторону. Другими словами, они имеют свойства вентиля.

  Также пассивными потребителями являются различные дроссели, конденсаторы, сопротивления. При наличии этих компонентов электрические цепи обретают необычные свойства. Например, контуры резонанса, состоящие из катушек и емкостей, применяют в виде фильтров для разной частоты волн.

Режимы электрической цепи

При подключении разного числа потребителей к источнику питания изменяется мощность, напряжение и ток, вследствие чего возникают различные режимы работы в цепи, и соответственно, компонентов, включенных в нее. Практически можно представить схему цепи в виде пассивного и активного двухполюсника. Это электрические цепи, соединенные с внешней частью двумя выводами с разной полярностью.

https://www.youtube.com/watch?v=LzqkLKOyid8

Особенностью активного двухполюсника является наличие источника электрического тока, у пассивного двухполюсника его нет. Популярными стали схемы замещения пассивных и активных элементов во время работы. Вид режима работы определяется свойствами элементов цепи.

Холостой ход

Это режим при отключенной нагрузке от питания при помощи ключа. В этом случае ток в цепи равен нулю. Напряжение достигает уровня ЭДС. Элементы цепи не работают.

Короткое замыкание

В этом случае выключатель на схеме замкнут, сопротивление равно нулю, соответственно, напряжение также равно нулю.

При применении двух рассмотренных режимов определяются свойства активного двухполюсника. При изменении тока в некоторых границах, зависящих от элемента цепи, нижняя граница всегда равна нулю.

Этот элемент цепи начинает выдавать энергию в цепь.

Также нужно знать, что если напряжение ниже нуля, это значит, что резисторами активного двухполюсника расходуется энергия источника, связанного по цепи, а также резерв самого прибора.

Номинальный режим

Такой режим необходим для создания технических свойств всей цепи и отдельных компонентов. В этом режиме свойства близки к величинам, указанным на компоненте, или в инструкции.

Нужно учесть, что каждый прибор имеет свои параметры. Однако, три главных показателя есть у всех устройств – это напряжение, мощность и номинальный ток.

Все компоненты электрических цепей также имеют эти показатели.

Согласованный режим

Этот режим применяется для создания наибольшей передачи активной мощности, передаваемой источником питания к потребителю. Когда производится работа в этом режиме, необходимо быть осторожным, во избежание выхода из строя части цепи.

Они применяются в сложных устройствах для проверки работоспособности

• Ветвь. Это участок цепи с током одинаковой величины. Ветвь может иметь несколько последовательно соединенных элементов.
• Узел. Это место соединения нескольких ветвей.
• Контур. Это любой замкнутый участок цепи, имеющий несколько ветвей.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrotehnika/elektricheskie-tsepi/