3 Сопротивление.

Сопротивлением называется идеализированный элемент цепи в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую.Кроме того, данный термин применяется для количественной оценки величины, равной отношению напряжения на данном элементе к току, проходящему через него: [Ом] (2)Формула 2 выражает закон Ома.Сопротивление всегда положительно.Величина обратная сопротивлению носит название проводимости: [См] (3) Рис.7. Графическое изображение сопротивленияс выбранными положительными направлениями тока и напряжения.Мгновенная мощность, поступающая в сопротивление равна:Pr = Ui = i²r = U²q (4)Параметр r в общем случае зависит от тока i (например, вследствие нагревания проводника током).

Вольтамперная характеристика (зависимость напряжения на сопротивлении от тока) носит нелинейный характер.

Рис.8. BAX сопротивления: а – нелинейная; б – линейная.

Если сопротивление не зависит от тока, то имеет место прямая пропорциональность, выражающая закон Ома. В этом случае сопротивление называется линейным.

4.Индуктивность.

Индуктивностью называется идеализированный элемент электрической цепи, приближающейся по свойствам к индуктивной катушке, в котором накапливается энергия магнитного поля.При этом термин «индуктивность» и его обозначение L применяется как для обозначения самого элемента цепи, так и для количественной оценки отношения потокосцепления самоиндукции к току в данном элементе: [Гн] (5)Индуктивностьвсегда положительна, так как потокосцепления и ток имеют одинаковые знаки.

В общем случае индуктивность зависит от тока и является нелинейной.

Если зависимость(i) линейная, то индуктивность – величина постоянная.

Р ис.9. Зависимость потокосцепления от тока:

а - нелинейная, б – линейная.

Рис.10. Графическое изображение индуктивности. (6)

e_{L -} электродвижущая сила самоиндукции, которая по закону Ленца противодействует изменению потокосцепления, что учитывается знаком « - ».Если индуктивность L величина постоянная (не зависит от тока), то

= (7)Напряжениенаиндуктивности определяется: (8)Токна индуктивности: (9)Формулы (8) и (9) выражают закон Ома дифференциальной и интегральной форме для индуктивности. Мгновенная мощность, поступающая в индуктивность равна: (10)Мощность индуктивности связана с процессом нарастания или убывания энергии магнитного поля.

5.Емкость

Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи приближенно заменяющий конденсатор, в котором накапливается энергия электрического поля.При этом данный термин применяется как для обозначения самого элемента, так и для количественной оценки отношения заряда к напряжению на этом элементе: [Ф] (11)Емкость всегда положительна, так как заряд и напряжение имеют одинаковый знак.В общем случае зависимость заряда от напряжения носит нелинейный характер и, следовательно, параметр С зависит от напряжения.

Если зависимость заряда от напряжения линейная, емкость C – величина постоянная.

Рис.11. Зависимость электрического заряда от напряжения,а – нелинейная, б – линейная.

Ток емкости равен производной электрического заряда по времени: (12)Формула (12) выражает закон Ома для емкости.Напряжение на емкости:

(13)Условное графическое изображение емкости указано на рис.11. Там же даны положительные направления тока и напряжения.

Рис.12. Условное обозначение емкости.

Мгновенная мощность, поступающая в емкость, равна:

(14)Мощность емкости связана с процессом накопления или убыли электрического заряда в емкости. Когда заряд положительный и возрастает ток положительный и в емкость поступает электрическая энергия из внешней цепи. Когда заряд положителен, но убывает, т.е. ток отрицателен, энергия, ранее накопленная в электрическом поле емкости, возвращается во внешнюю цепь.