1. Резистивный элемент (резистор)

Резистор – это пассивный элемент, характеризующийся резистивным сопротивлением. Сопротивление измеряется в Омах. Сопротивление изображается на схеме: R

Величина обратная сопротивлению называется проводимостью. В простейшем случае сопротивление проводника длиной l и сечением S определяется выражением R = , где - удельное сопротивление материала [Ом/м].

Величина обратная удельному сопротивлению называется удельной проводимостью: j = 1/ .

Основной характеристикой резистивного элемента является зависимость напряжения от тока, называемая вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, если резистор представляет собой линейный элемент, описываемый законом Ома для участка цепи.

U U = IR - закон Ома для участка цепи

I

 Сопротивление пассивного участка цепи в общем случае определяется по формуле: R=P/I², где P - потребляемая мощность; I - ток.

2. Индуктивный элемент (катушка индуктивности)

Катушка индуктивности – это пассивный элемент, в котором энергия электрического поля запасается в виде магнитной энергии и характеризуется индуктивностью.

Для расчета индуктивности катушки необходимо рассчитать созданное ею магнитное поле. В общем случае индуктивность определяется по следующей формуле: L = Ψ/I, где L - индуктивность, Ψ-потокосцепление, I -протекающий ток.

Потокосцепление определяется как сумма произведений потока, пронизывающего витки на число этих витков: Ψ= , где w - число витков, Ф - поток магнитной индукции, пронизывающий каждый виток (Ф = ВS), В - вектор магнитной индукции, S - площадь рамки.

Основной характеристикой катушки индуктивности является зависимость потокосцепления от тока, называемая вебер-амперной характеристикой. Для линейных катушек индуктивности зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.

ψ Ψ = L * I, где L = const

Пассивный - т.е. проходит через начало координат.

I На схеме индуктивность обозначается:

3.Емкостный элемент (конденсатор)

Конденсатор – это пассивный элемент, характеризующийся емкостью.

Для расчета емкости необходимо рассчитать электрическое поле в конденсаторе. Емкость определяется отношением заряда q на обкладках конденсатора к напряжению U между ними (Фарад).

С = q/U [Ф] Фарад

Основная характеристика конденсатора – кулон-вольтовская характеристика. Для линейного конденсатора представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.

q C - const

U

На схеме конденсатор обозначается следующим образом:

4. Топологические понятия теории электрических цепей

Электрическая цепь характеризуется совокупностью элементов, из которых она состоит, и способом их соединения.

Ветвью называется участок цепи, в котором течёт один и тот же ток.

Узел – место соединения трех и более ветвей. При этом 2 геометрических узла образуют один потенциальный узел, если между ними нет включенных элементов электрической цепи.

Потенциальный узел.

Контур – замкнутый путь тока.

Независимым контуром называется контур, в который входит хотя бы одна новая ветвь.

3-узла, 5-ветвей, 6-контуров, 3 независимых контура

Двухполюсниками называется электрическая цепь с двумя зажимами или полюсами. Обозначается П - пассивный двухполюсник или А - активный двухполюсник .

Двухполюсник называется пассивным, если он не содержит активного элемента.

Четырехполюсником называется часть электрической цепи с двумя парами полюсов или зажимами.