- •Электрические цепи. Классификация. Основные понятия
- •Схемы замещения (эквивалентные схемы) реального иээ
- •Схемы замещения ряда иээ
- •Энергетический баланс эц
- •Закон Ома Закон Ома относительно напряжения
- •Закон Ома относительно тока
- •Закон Ома для участка цепи, содержащего эдс
- •Законы Кирхгофа
- •Преобразование "треугольник-звезда"
- •М етод расчета цепи с использованием законов Кирхгофа
- •Понятие об эквивалентном генераторе
- •Последовательность замены части цепи, рассматриваемой как эг, схемой замещения с источником эдс
- •Определение внутреннего эквивалентного сопротивления
- •Метод свертывания цепи
- •Метод пропорциональных величин
- •Метод эквивалентного генератора
- •Делитель напряжения
- •Емкость как параметр эц
- •Включение емкости в цепь с источником постоянного тока
- •Закон коммутации
- •Основные характеристики магнитного поля (мп). Индуктивность как параметр эц
- •Однофазный гармонический ток и напряжение
- •Изображение гармонического тока вектором на плоскости
- •Гармонический ток и напряжение в идеальной емкости
- •Мгновенная мощность
- •Гармонический ток и напряжение в реальной емкости (конденсаторе)
- •Мгновенная мощность
- •Комплексное сопротивление цепи
- •Параллельный колебательный контур
- •Применение символического метода расчета для цепей с негармонической, но периодической эдс
Электрические цепи. Классификация. Основные понятия
Электрическая цепь (ЭЦ) - это совокупность соединенных друг с другом источников электрической энергии (ИЭЭ) и её приемников (нагрузок), по которым может протекать электрический ток или создаваться разность потенциалов.
ЭЦ предназначены для генерирования, передачи и распределения ЭЭ, а также для взаимных её преобразований в другие виды энергии.
Электрические процессы (ЭП) - процессы, описывающие изменение токов и напряжений в электрической цепи.
ЭП описываются следующими понятиями:
-
Электрический ток (ЭТ) - направленное движение электрических зарядов (направленное движение- движение с тенденцией, но не в полном порядке).
Изменение тока во времени имеет случайный характер.
Ток бывает:
-
постоянный ток - I=
Под постоянным током понимают среднее состояние тока.
-
переменный ток - I~
Переменный ток – отклонение тока относительно постоянной средней составляющей (значение тока равно значению отклонения).
Е сли I= - постоянная составляющая тока,
I~ - переменная составляющая тока,
то i(t)=I=+I~(t) - переменныё ток по стандарту
Если значение I~ значительно меньше I= (I~ не несет информации), то можно считать, что при подсоединении амперметра будет происходить усреднение.
Если в I~ содержится информация, но она незначительна, то возникает задача выделения I~ и доведения её до необходимого значения.
Положительное направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов.
-
ИЭЭ
ЭДС – работа сторонних сил иного характера, чем электричество, приводящая к тому, что отрицательно (‑) и положительно заряженные свободные носители заряда (СНЗ) разделяются. Численно равна силе, действующей на единичный + заряд.
F+=q+1E
F-=q-1E
ИЭЭ – разделяет по полярности заряды за счет действия сторонних сил.
Между пластинами возникает электрическое поле (ЭП), которое характеризуется E (напряженностью). ЭП оказывает на СНЗ в пространстве между пластинами, силы противоположны по направлению соответствующим сторонним силам.
E увеличивается (↑) до тех пор, пока силы поля не уравновесят сторонние силы – достигается состояние динамического равновесия. Это объясняется тем, что скорости СНЗ в среде между пластинами случайны как по значению, так и по направлению. Как внутри, так и снаружи объема устанавливается среднее значение E, а это значит, что между A и B разность потенциалов равна U.
Если между полюсами ИЭЭ нет среды с СНЗ, то силы поля ничего перемещать не будут, а значит, что ИЭЭ работает в режиме холостого хода (ХХ). Тока нет, источник энергию не отдает.
Если же СНЗ присутствуют, поле, которое существует, будет перемещать +СНЗ вниз, т.к. на них действует сила F+(т.к. внизу избыток ‑ ), а –СНЗ ‑ вверх. Это взывает недостаток зарядов соответствующего знака на пластинах, а значит напряженность поля ↓, силы противодействия ↓, что дает возможность восполнить недостаток за счет сторонних сил.
В силу природы проводника между пластинами будет разное сопротивление движению СНЗ, т.е. разное сопротивление ЭТ. Этот режим работы называется работой под нагрузкой.
Различают также режим короткого замыкания (КЗ).
A и B соединяются идеальным проводником (R=0). В этом случае внутреннего сопротивления нет. UAB КЗ=0. Этот режим на практике является аварийным режимом. Сопротивление перемычки очень мало, но конечно (≠0), Iкз – очень большое. P=I2R=IU – мощность, также имеет большое численное значение.
На практике режим КЗ устраивать нельзя! При анализе эквивалентных схем режим КЗ применяется, как метод исследования.
В режиме ХХ передачи энергии нет, т.к. при ХХ U=E, а I=0 → Pхх=UI=0.