1. Электрическая цепь. Эдс источника и напряжения на его зажимах.

Электрическая цепь – совокупность основных и вспомогательных элементов соединённых с помощью проводов,  предназначенных для протекания электрического тока (источники и приемники электрической энергии, выключатели и переключатели различного назначения, аппараты автоматизированного управления, электроизмерительные приборы, резисторы для регулирования тока, напряжения и мощности приемником, защитные устройства).

ЭДС источника: Электродвижущая сила Е численно равна работе, которую совершают сторонние силы при перемещении положительного единичного заряда внутри источника или сам источник, проводя положительный единичный заряд по замкнутой цепи. Единицей ЭДС является вольт (В). Перемещение зарядов по участку цепи сопровождается затратой энергии. Величина, численно равная работе, которую совершает источник, проводя положительный единичный заряд по данному участку цепи, называется напряжением U. Так как цепь состоит из внешнего и внутреннего участков, разграничивают понятия напряжений на внешнем Uи внутреннем U₀ участках.

Из определений очевидно, что ЭДС источника равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участках цепи:

E=U+U₀.

Напряжения на зажимах:

Для измерения ЭДС или напряжения применяется прибор, называемый вольтметром.

ЭДСи напряжение источника тесно связаны друг с другом. Если в источнике не возбуждается ЭДС, то будет отсутствовать и напряжение на его зажимах. Следует отметить, что ЭДС и напряжение источника могут существовать независимо от наличия тока в цепи. Если электричес­кая цепь постоянного тока разомкнута, то ток по цепи не проходит, но при работающем генераторе или аккумуляторе в них возбужда­ется ЭДС и между их зажимами действует напряжение. Измерить напряжение на различных участках цепи можно только при замкнутой цепи. Измеряют ЭДС между зажимами источника при разомкнутой цепи.

ЭДС, развиваемая источником тока, всегда больше напряжения на его зажимах.

2. Закон Ома. Последовательное, параллельное и смешанное соединение сопротивлений сети.

Закон Ома – сила тока в участке цепи прямо пропорционально напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению (I=U/R).

Последовательным называется такое соединение элементов, когда условный конец первого элемента соединяется с условным началом второго, конец второго - с началом третьего и т.д.

 

Параллельным называется такое соединение резистивных элементов, при котором соединяются между собой как условные начала всех элементов, так и их концы.

Смешанным, или последовательно-параллельным, называется такое соединение резистивных элементов, при котором на одних участках электрической цепи они соединены параллельно, а на других последовательно.

3. Законы Кирхгофа. Сложная электрическая цепь. Узловые и контурные уравнения.

Первый закон Кирхгофа - алгебраическая сумма токов ветвей, соединенных в любой узловой точке электрической цепи, равна нулю (∑I=0).

Второй закон Кирхгофа - в любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на всех резистивных элементах контура (∑E=∑Ir).

Сложной электрической цепью называется цепь, содержащая несколько источников и которую нельзя свернуть до простой цепи последовательного или параллельного соединения. 

Метод контурных токов дает возможность упростить расчет электрических цепей по сравнению с методом законов Кирхгофа за счет уменьшения числа уравнений, которые приходится решать совместно (ΣE = ΣI_k r + ΣU_k ).

Метод узлового напряжения дает возможность весьма просто произвести анализ и расчет электрической цепи, содержащей несколько параллельно соединенных активных и пассивных ветвей( ).