Основы теории цепей Часть 1
Красноярск, 2008
Лекция 1. Электрическая цепь - Элементы электрической цепи
- Пассивные элементы
- Сопротивление
- Индуктивность
- Емкость
- Активные элементы
- Источник ЭДС
- Источник тока
Элементы электрической цепи. Пассивные элементы
Математическая модель, описывающая свойства сопротивления, определяется законом Ома:
Сопротивление
Сопротивлением называется идеализированный элемент цепи, характеризующий преобразование электромагнитной энергии в любой другой вид энергии.
или
Здесь R и G - параметры участка цепи называются, соответственно, сопротивлением и проводимостью, G =1/R.
.
Сопротивление
Мгновенная мощность, поступающая в сопротивление:
Электрическая энергия, поступившая в сопротивление и превращенная в тепло за промежуток времени от до , равна:
Индуктивность
Индуктивностью называется идеализированный элемент электрической цепи, характеризующий запасаемую в цепи энергию магнитного поля.
Если индуктивность не зависит от тока, то величина
называется напряжением (или падением напряжения) на индуктивности.
Tок в индуктивности .
L
i
U
Индуктивность
Мгновенная мощность имеет смысл скорости изменения запасенной в магнитном поле энергии: .
Энергия, запасенная в магнитном поле индуктивности: .
Емкость
Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи, характеризующий запасаемую в цепи энергию электрического поля: .
Напряжение на емкости .
uc
i
Емкость
Мгновенная мощность имеет смысл скорости изменения запасенной в электрическом поле энергии:
Энергия, запасаемая в электрическом поле емкости:
Активные элементы
Источник ЭДС
Идеализированным источником напряжения, или генератором ЭДС, называется источник энергии, напряжение на зажимах которого не зависит от проходящего через него тока.
Величина работы, затрачиваемой на перемещение единицы положительного заряда (+q) от зажима «-» к зажиму «+», называется электродвижущей силой (ЭДС) источника е:
.
Источник ЭДС
Вольт-амперные характеристики идеального и реального источников ЭДС
Реальная
Идеальная
Источник тока
Идеализированным источником тока, или генератором тока, называется источник энергии, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.
Вольт-амперные характеристики идеального и реального источников тока.
Реальная
Идеальная
Лекция 2. Основные понятия, относящиеся к схеме электрической цепи - Основные понятия, относящиеся к схеме электрической цепи
- Основные законы электрических цепей
Основные понятия, относящиеся к схеме электрических цепей
Схемой электрической цепи называется графически изображенная модель ее, составленная из идеализированных пассивных (R, L, C) и активных (e, i) элементов.
Ветви: ас - , аg - ab - bd - dg - и т. д.
Узлы: а, b, c, d, g.
Контуры: 1) a–b–c–a, 2) a–b–d–g–a, 3) b–d–g–c–b.
Основные законы электрических цепей
1. Закон Ома. Если сопротивление проводника R не зависит от величины и направления, протекающего тока (сопротивление является линейным), то падение напряжения на нем пропорционально току i и сопротивлению R:
U = R i.
2. Закон Джоуля – Ленца. Если образующие цепь проводники неподвижны, а ток постоянен, то работа сторонних сил целиком расходуется на нагревание проводников: .
Первый закон Кирхгофа
3. Первый закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов в ветвях, связанных общим узлом электрической цепи, равна нулю:
.
.
Второй закон Кирхгофа
4. Второй закон Кирхгофа. В любом контуре электрической цепи алгебраическая сумма падений напряжения на элементах равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре:
.
.
Достарыңызбен бөлісу: |
