1. Электрическая цепь постоянного тока. Основные понятия.

Электрическая цепь - совокупность источников и потребителей электрической энергии, соединенных друг с другом с помощью проводников.

Электрический ток - направленное движение заряженных частиц (элек­тронов или ионов).

Постоянный ток - ток. неизменный по величине и направлению.

Ветвью называется участок цепи между двумя соседними узлами, содержа­щий последовательное соединение элементов.

Точка, где соединяются три и более ветвей называется узлом.

Любой замкнутый путь, проходящий по ветвям данной цепи, называется контуром.

Основными параметрами, характеризующими электрические цепи постоян­ного тока, являются: 1(А)- сила тока - количество электричества, проходяще­го через поперечное сечение проводника за единицу времени, U(В) - напря­жение на некотором участке электрической цепи, равное разности потенциалов на концах этого участка. R(Ом) - сопротивление. P(Вт)- мощность.

3. Схемы электрических цепей н их элементы.

Графическое изображение электрической цепи и ее элементов называется электрической схемой

Все элементы электрических цепей можно разделить на три группы: ис­точники (активные элементы), потребители и элементы для передачи элек­троэнергии от источников к потребителю (пассивные элементы).

Источником электрической энергии (генератором) называют устройство, преобразующее в электроэнергию какой-либо другой вид энергии (электро­машинный генератор - механическую, гальванический элемент или аккумуля­тор - химическую, фотоэлектрическая батарея - лучистую и т.п.). Источннки делятся на источники напряжения (E,U=const, при изменении и I) и источники тока (I=const, при изменении U). Все источники имеют внутреннее сопротив­ление Rbh. значение которого невелико по сравнению с сопротивлением других элементов электрической цепи .

Приемником электрической энергии (потребителем) называют устройство, преобразующее электроэнергию в какой-либо другой вид энергии (электро­двигатель - в механическую, электронагреватель - в тепловую, источник света - в световую (лучистую) и т.п.).

Элементами передачи электроэнергии от источника питания к приемнику служат провода, устройства, обеспечивающие уровень и качество напряжения.

Условные обозначения элементов электрической цепи на схеме:

резистивный элемент; идеальный источник ЭДС; индуктивный элемент; емкостной элемент; полупроводниковый диод.

2. Законы Ома и Кирхгофа

Закон Ома в простейшем случае связывает величину тока через сопротив­ление с величиной этого сопротивления и приложенного к нему напряжения:

I = U/R; U = I*R.

Сила тока на некотором участке электрической цепи прямо пропорциональ­на напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Закон Ома справедлив для любой ветви (или части ветви) электрической цепи, в таких случаях его называют обобщенным законом Ома. Для ветви, содержащей ЭДС, закон Ома запишется:

Пример: Записать закон Ома для активной цепи.

Первый закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле электрической цепи равна нулю. При этом токи, текущие к узлу считаются положительными, а от узла - отрицательными. Другая формулировка: сумма токов, подходящих к уз­лу, равна сумме токов, отходящих от узла.

Второй закон Кирхгофа

В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма па­дений напряжений на элементах, входящих в контур, равна алгебраической сунне ЭДС.

Второй закон Кирхгофа по сути является законом баланса напряжений в контурах электрических цепей.

Для составления уравнения по 2-му закону Кирхгофа выбирается произ­вольное направление обхода контура. Тогда, если направление тока в цепи совпадает с направлением обхода, то соответствующее слагаемое берется со знаком "+", а если не совпадает, то со знаком "-". Аналогичное правило рас­становки знаков справедливо и для ЭДС