1. Понятие электрической цепи, электрической схемы, схемы замещения, элементы электрической цепи постоянного тока (активные и пассивные).

Электрическая цепь  — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение.

Электрическая схема — изображение элементов электрической цепи и их взаимосвязей с помощью условных обозначений.

Эквивалентная схема (схема замещения, эквив. схема замещения) — эл. схема, в кот. все реальные элементы заменены максимально близкими по функциональности цепями из идеальных.

Все элементы электрической цепи (постоянного тока) условно можно разделить на активные и пассивные. Активный элемент — содержащий в своей структуре источник электрической энергии. Пассивный элемент — в котором рассеивается (резистор) или накапливается (катушка индуктивности, конденсатор) энергия.

1. Резистор (резистивный элемент) — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току[, т. е. для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи (вопр. 3, 5)].

Основная хар-ка резистора — зависимость , называемая вольт-амперной характеристикой.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) — график зависимости тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. ВАХ описывает поведение двухполюсника на постоянном токе. Если зависимость — прямая, проходящая через начало координат, то резистор называется линейным и описывается соотношением . ВАХ линейных элементов не представляет особого интереса, поэтому чаще всего рассматривают ВАХ нелинейных элементов.

2. Катушка индуктивности (индуктивный элемент) — пассивный двухполюсный компонент (двухполюсник) электрических и электронных устройств и систем. Основной параметр катушки — величина её индуктивности, зависящая от геом. размеров и материалов, и не зависящая от режима работы (тока и напряжения). Применяются для подавления помех, сглаживания пульсаций, накопления энергии, ограничения переменного тока, и т. д.

3. Конденсатор (емкостный элемент) — пассивный двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (обкладки), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Применяются для накопления энергии и использования ее при быстром разряде, фильтрации гармоник, компенсации реактивной мощности, сглаживания пульсаций (в выпрямителях).

2

2. Определение тока, напряжения, электродвижущей силы, правила установления положительных направлений перечисленных величин, понятие мощности тепловых потерь.

Электрический ток — упорядоч. движение своб. заряж. частиц под воздействием эл. поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны; в электролитах — ионы, в газах — ионы и электроны; в вакууме — электроны.

Электрический ток может быть неизменным во времени или изменяющимся. Первый принято называть постоянным, второй — переменным током; цепи, в которых протекают постоянные — цепями постоянного тока. Постоянные токи обозначаются заглавными буквами латинского алфавита (I), мгновенные значения — строчными (i).

Электрическое напряжение между точками A и B эл. цепи / поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы эл. поля, совершаемой при переносе пробного эл. заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физ. величина, хар-зующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единич. положит. заряда вдоль контура.

Сторонние силы — силы, действующие на заряж. частицы и тела (со стороны источников?), не явл. силами электростатич. поля и силами индуктированного эл. поля.

Условно положительные направления источников, токов в ветвях, напряжений между узлами необх. задать для правильной записи уравнений, опис. процессы в эл. цепи или ее элементах.

1. Направление для ЭДС — произвольно; при этом следует учит., что полюс (зажим источника), к кот. направлена стрелка, имеет более высокий потенциал по отношению ко второму полюсу.

2. Направление для токов — произвольно. Направление для токов в ветвях, содержащих источник — совпадающее с направлением источника.

3. Направление для напряжений — совпадающее с направлением тока в ветви. Направление напряжения на ЭДС противоположно направлению ЭДС (от большего потенциала к меньшему).

При наличии тока в проводнике совершается работа против сил сопротивления. Эта работа выделяется в виде тепла. Мощность тепловых потерь — величина, равная кол-ву выделившегося тепла в единицу времени. Согласно закону Джоуля–Ленца: (вопр. 3).

3