1. Электрическая цепь и ее элементы. Условные положительные направле­ния эдс, напряжения и тока.

Электрическую цепь рассматривают как совокупность электротехнических устройств, состоящую из источников и приемников электрической энергии, характеризуемых ЭДС E, током I, напряжением U и электрическим сопротивлением постоянному току R. Изучение электрических цепей ведут на основе схем соединения и схем замещения. Схема соединения представляет собой графическое отображение реальной электрической цепи, с помощью условных обозначений. Схема замещения – это схема соединения, содержащая в себе параметры этой цепи позволяющие произвести необходимые расчеты. Источники электрической энергии входящие в схемах замещения бывают а) источниками ЭДС б) источниками тока. Приёмники делятся на а) R сопротивления – отображают преобразование электрической энергии в другие виды энергии б) L индуктивность – способность элемента создавать собственное магнитное поле, при протекании по нему электрического тока. в) С ёмкость – способность элемента создавать собственное электрическое поле, при протекании по нему электрического тока.

Ветвью электрической цепи называют часть цепи с постоянным значением тока. Узел – течка цепи, в которой соединяются не менее 3х ветвей. Контур – любой замкнутый путь в состав, которого входит несколько ЭДС.

Условные положительные направления ЭДС источников, токов в ветвях и напряжений между узлами или на зажимах элементов цепи необходимо задать для правильной записи уравнений, описывающих процессы в электрической цепи или ее элементах. На электрических схемах их указывают стрелками:

а) для ЭДС источников — произвольно, при этом полюс (зажим), к которому направлена стрелка, имеет более высокий потенциал по отношению к другому полюсу (зажиму);

б) для токов в ветвях, содержащих источники ЭДС — совпадающих с направлением ЭДС, во всех других ветвях — произвольно;

в) для напряжений — совпадающих с направлением тока в ветви или элементе цепи.

2. Анализ цепей постоянного тока. Закон Ома. Законы Кирхгофа.

Расчет и анализ электрических цепей производится с использованием закона Ома, первого и второго законов Кирхгофа. На основе этих законов устанавливается взаимосвязь между значениями токов, напряжений, ЭДС всей электрической цепи и отдельных ее участков и параметрами элементов, входящих в состав этой цепи.

З акон Ома для участка цепи

Соотношение между током I, напряжением U и сопротивлением R участка аb электрической цепи выражается законом Ома

В этом случае – называют напряжением или падением напряжения на резисторе R, а – током в резисторе R.

При расчете электрических цепей иногда удобнее пользоваться не сопротивлением R, а величиной обратной сопротивлению, т.е. электрической проводимостью:

В этом случае закон Ома для участка цепи запишется в виде:

Закон Ома в обобщенной форме

знак + в случае если выбранное направление силы тока совпадает с U,R , знак – в противном случае.

Первый закон Кирхгофа

Сумма токов входящих в узел, равна сумме токов выходящих из него

Второй закон Кирхгофа

В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках

где n – число источников ЭДС в контуре;

m – число элементов с сопротивлением Rк в контуре;

– напряжение или падение напряжения на конечном элементе контура.