1.1.2. Електричне коло

Електричне коло – це сукупність джерел електричної енергії та підключених до них пристроїв, що утворює шлях для протікання електричного струму, електромагнітні процеси в якій можуть бути описані за допомогою понять про електрорушійну силу, струм та напругу.

Усі елементи кола, крім джерел, є за своєю суттю приймачами електричної енергії, тобто її споживачами. Їх також називають навантаженням.

Електричне коло, в якому створення електричної енергії, її передача та споживання здійснюється при постійних струмах та напругах (див. нижче), називають електричним колом постійного струму.

Кожен елемент кола має своє умовне графічне позначення. Схемою електричного колає графічне зображення цього кола, яке містить умовні позначення елементів кола та показує з’єднання між ними.

1.1.3. Потенціал. Напруга

Потенціал  деякої точки кола – це скалярна величина, що числово дорівнює потенційній енергії одиничного позитивного заряду, який розташований у цій точці.

Різниця потенціалівміж деякими двома точками кола – величина, що числово дорівнює роботі, яку здійснюють електричні сили при переміщенні одиничного позитивного заряду від першої з цих точок до другої. Це випливає з відомої з курсу фізики формули

, (1.1)

де q=1.

Величину в електротехніці позначають якUі називають абопадінням напруги(якщо вона зв’язана з наявним протіканням струму), абонапругою(якщо вона не зв’язана з протіканням струму, наприклад – напруга на затискачах акумулятора, який ні до чого не підключений).

Величину Uвимірюють у вольтах. У зв’язку та автоматиці часто використовують також мілівольт (1 мВ=10^-3 В), мікровольт (1 мкВ=10^-6 В) та кіловольт (1 кВ=10^-3 В).

За позитивний напрям напруги приймають напрям від точки з більшим потенціалом до точки з меншим потенціалом, при цьому точку з більшим потенціалом іноді помічають знаком “+”, а точку з меншим потенціалом – знаком “–“ (рис. 1.1).

Рис. 1.1

1.1.4. Ідеальні джерела електричної енергії

Джерело електричної енергії – це пристрій, який перетворює неелектричну енергію в електричну. В джерелі в результаті дії сторонніх сил (тобто таких сил, що мають неелектромагнітну природу на макроскопічному рівні) відбувається утворення різнознакових зарядів та їх просторове розділення за знаком. Завдяки цьому, між двома затискачами джерела утворюється напруга і джерело має здатність створювати електричний струм. Числовою мірою цієї здатності є електрорушійна сила(ЕРС).

При описі реальних електричних кіл зручно користуватися ідеальними (тобто такими, що не існують у природі) джерелами двох типів – ідеальним джерелом напруги та ідеальним джерелом струму.

Ідеальне джерело напруги(ідеальне джерело ЕРС) – це джерело, напруга на затискачах якого не залежить від величини струму, який протікає крізь це джерело.

Умовне позначення такого джерела наведене на рис.1.2. Затискачу з більшим потенціалом відповідає гострий кінець стрілки, тобто напруга між затискачами спрямована так, як це показано на рис.1.3.

Рис. 1.2 Рис. 1.3

Ідеальне джерело струму– це джерело, що створює такий струм крізь свої затискачі, що його величинаJне залежить від величини напруги на цих затискачах.

Умовне позначення ідеального джерела струму наведене на рис.1.4.

Рис. 1.4 Рис. 1.5

Слід зазначити, що ідеальне джерело струму, не підключене до зовнішнього електричного кола, не має фізичного сенсу, бо таке джерело має між своїми затискачами напругу нескінченної величини. Наявність зовнішнього кола є обов’язковою (рис. 1.5).