5.Электрическая цепь, элементы электрической цепи, их назначение. Режимы работы электрической цепи

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

Все элементы можно разделить на две группы: 1.     Активные элементы или источники электрической энергии.

Активными называются элементы цепи, которые отдают энергию в цепь, т.е. источники энергии. Существуют независимые и зависимые источники. Независимые источники: источник напряжения и источник тока

. Источник напряжения - идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока.

Источник тока – это идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах. 2.     Пассивные элементы или потребители электрической энергии(резистор)

Индуктивным элементом называется идеализированный элемент электрической цепи, обладающий свойством накопления им энергии магнитного поля.(индуктивность)

Емкостным элементом (емкостью) называется идеализированный элемент электрической цепи, обладающий свойством накапливания энергии электрического поля.(конденсатор)

Графические изображения элементов и их основные параметры показаны в таблице.

Элемент	Графическое изображение	Параметр	Ед. измерения	Дополнительные ед. измерения
1	2	3	4	5
Источник ЭДС		ЕДС	Вольт (В)	-
Источник тока		Ток	Ампер (А)	-
Резистивный элемент (резистор)		Сопротивление	Ом (Ом)	1 кОм=103 Ом 1 мОм=106 Ом 1 гОм=109 Ом
Индуктивный элемент (катушка индуктивности)		Индуктивность	Генри (Гн)	1 мГн=10-3 Гн 1 мкГн=10-6 Гн
Емкостной элемент (конденсатор)		Емкость	Фарада (Ф)	1 мкФ=10-6 Ф 1 нФ=10-9 Ф 1 пФ=10-12 Ф

Режим короткого замыкания ( КЗ )

В режиме короткого замыкания источник питания замкнут накоротко. Режим является аварийным. Ток короткого замыкания КЗ во много раз превышает значение номинального тока.

R_н = 0    I = max

 

Режим холостого хода ( ХХ )

Режим короткого замыкания

В режиме холостого хода источник питания отсоединен от нагрузки и работает вхолостую. Сопротивление внешнего участка цепи и ток равен 0.

R_н = ∞

 

Режим согласованной нагрузки

Свойства электрической цепи – наибольшая мощность нагрузки развивается источником, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника.

R_н = I₀

Режим согласованной нагрузки

Из графика видно с ростом сопротивления нагрузки растёт мощность на нагрузке при R_н = I₀мощность нагрузки наибольшая при дальнейшем росте Rн – P_Rн уменьшается.

 

Мощность электрического тока

P = UI