4. Пасивні елементи електричного кола, їх параметри та характеристики.

Всі елементи електричного кола умовно можна розділити на активні і пасивні. До пасивних відносяться елементи, в яких розсіюється (резистори) або накопичується (котушка індуктивності і конденсатори) енергія

Резистивний елемент (резистор)характеризується здатністю безповоронтньо перетворювати електричну енергію в теплову та резистивним опором(визначається геометричними розмірами тіла і властивостями матеріалу). Основною величиною, що характеризує резистор, є його опір R, який визначається зі співвідношення: ( закон Ома).Опір вимірюється в Омах: [R] = [U \ I] = В \ А = Ом. Основною характеристикою резистивного елемента є так звана вольт-амперна хар. (ВАХ) (або ).Якщо залежність - пряма лінія(проходить через початок координат), то резистор наз. лінійним і описується співвідношенням або ,де - провідність.R = const.

Індуктивний елемент (котушка індуктивності).Характеризується індуктивністю та накопиченням енергії в магнітному полі.Індуктивність котушки вимірюється в Генрі (Гн), позначається літерою L. ,где  — const,  — магнітна проникність сердечника  — площа перерізу сердечника,  — довжина середньої лінії сердечника,  — число витків.Индуктивность= потокосцепленияΨ/ к току, протекающему по виткам катушки, . , де .W-кількість витків.Індуктивний опір XL = ωL = 2πfL Індуктивність Lє коефіцієнтом пропорційності між ψ и I:

Ємнісний елемент (конденсатор).характеризується ємністю , де q-заряд на обкладках конденсатора, u – напруга між ними. Енергія зарядженого конденсатора: . Миттєва потужність . i=C dU/dt; .

5. Основні закони електричного кола.

Основними законами електричних кіл, що встановлюють співвідношення між е. р. с., напругою, струмами і опорами, є закон Ома і закони Кірхгофа. За допомогою цих законів можна провести аналіз і розрахунок будь-яких електричних кіл.

Для резистора лінійний зв’язок напруги і струму ;

для котушки ; для конденсатора

Розглянемо резистивний елемент . =>

П адіння напруги на кінцях ділянки ac можна представити через різницю потенціалів точок a і c: => .

Закони Кірхгофа:1) алгебраїчна сума струмів, що збігаються в будь-якій точці розгалуження провідників, дорівнює нулю: 2) Для будь-якого замкнутого контура проводів сума електрорушійних сил дорівнює сумі добутків сил струму на кожній ділянці контура на опір ділянки, враховуючи внутрішній опір джерел струму.

6. Метод законів Кірхгофа розрахунку електричних кіл.

І закон Кірхгофа (для струмів).Алгебраїчна сума струмів всіх віток, які належать вузлу (або перетину), дорівнює нулю. Для запису першого закону Кірхгофа довільно приймається правило знаків, наприклад: струми, що входять у вузол беруться зі знаком «плюс» ті, що вихо-дять - зі знаком «мінус». I₁– I₂ + I₃ + I₄ = 0

ІІ закон Кірхгофа (для напруг). Алгебраїчна сума напруг всіх віток, які належать замкненому контуру, до-рівнює нулю.

Я кщо в одній частині рівняння залишити напруги на резисторах, а в іншій напруги на джерелах ЕРС, то другий закон Кірхгофа формулюють так:У замкненому контурі алгебраїчна сума напруг на опорах (резисторах) до-рівнює алгебраїчній сумі ЕРС контура.

Дано: Rk, k = 1 ÷ 6, Ej, J6, знайти: Ik. По 1-му законом Кірхгофа складається кількістьрівнянь рівне числу вузлів.1) I1 - I4 - I6 = 0, 2) I2 + I4 - I5 = 0,3) - I3 + I5 + I6 = 0. Рівняння за другимзаконом Кірхгофа складається для незалежних контурів що не містять джерел струму. Незалежні контури відрізняються один від одного хоча б 1-ої новою гілкою. Для контура з джерелом струму 2-е рівняння Кірхгофа скласти не можна, тому R = ∞.4) I: R1 I1 - R2 I3 + R4 I4 = E1 - E2 - E4; 5) II: R2 I2 + (R3 '+ R3'') I3 + R5 I5 ​​= E2 - E5; I6 = J6. Вирішуючи систему знаходимо всі струми. Переваги: ​​універсальність, придатний для розрахунку абсолютно всіх електричних цепец. Недолік: трудомісткість.