- •Электрическая цепь и ее элементы.
- •2.Основные понятия теории электрических цепей.
- •3.Источники электрической энергии.
- •4.Сопротивление, проводимость участка цепи. Закон Ома.
- •5.Обобщенный закон Ома.
- •7.Эквивалентное преобразование пассивных цепей.
- •9.Баланс мощности.
- •10.Метод пропорциональных величин.
- •12.Метод контурных токов.
- •– Матричная форма
- •14.Метод двух узлов.
- •15.Принцип суперпозиции. Метод наложения.
- •16.Теорема об активном двухполюснике. Метод эквивалентного генератора.
- •18.Электрическая цепь переменного тока и ее характеристики.
- •19.Электрический ток в активном сопротивлении.
- •20.Электрический ток в индуктивности.
3.Источники электрической энергии.
Идеализированный источник напряжения – это элемент цепи, напряжение которого не зависит от тока и является заданной постоянной величиной, ему соответствует на рис. 1.7. сплошная ВАХ. В действительности мы имеем дело с реальными источниками напряжения, которые отличаются от идеальных источников тем, что их напряжение с ростом потребляемого тока уменьшается. ВАХ реального источника напряжения представлена на рис. 1.7. пунктирной линией, тангенс угла наклона которой равен внутреннему сопротивлению источника напряжения R0. Любой реальный источник при сопротивлении нагрузки R >> R0 может быть приведен к идеализированному следующим образом (рис.1.8.):
U(реал)=IR-E. E(реал)=E-IR
Таким образом, свойства источника ЭДС или реального источника напряжения определяются двумя параметрами – вырабатываемой ЭДС Е и внутренним сопротивлением R0.
Идеализированный источник тока – это элемент цепи, ток которого не зависит от напряжения и является заданной постоянной величиной, ему соответствует сплошная ВАХ на рис. 1.8.
идеализированному следующим образом (рис. 1.9.):
где J, G0 – постоянные параметры.
Таким образом, свойства источника задающего тока определяются двумя параметрами: задающим током J и внутренней проводимостью G0. Чем меньше G0, тем ближе характеристика реального источника тока к идеализированному.
Поскольку внутренние сопротивления реальных источников всегда можно отнести к потребителям цепи далее рассматриваются только идеализированные источники напряжения и тока.
Провода, связывающие потребители и источники, по своей сущности также относятся к потребителям энергии. Однако, часто провода наделяют лишь соединительными функциями и считают, что они служат лишь для того, чтобы показать, как связаны между собой отдельные элементы цепи. Сопротивления проводов, если ими нельзя пренебречь, учитываются включением в соответствующих местах цепи дополнительных потребителей.
4.Сопротивление, проводимость участка цепи. Закон Ома.
Зависимость между током и напряжением на элементе цепи называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ) элемента, которая обычно изображается графически. На рис. 1.3. показаны ВАХ потребителей различного типа. Прямолинейные ВАХ (1) и (3) соответствуют линейным элементам, а криволинейная ВАХ (2) – нелинейным элементам. Мы изучаем в рамках этого пособия только линейные цепи, для которых отношение или его отклонение от постоянной величины невелико. В данном случае, когда ВАХ изображается линией, близкой к прямой, считают, что потребитель подчиняется закону Ома, согласно которому напряжение и ток пропорциональны друг другу.
Этот коэффициент пропорциональности k называют электрическим сопротивлением элемента R, которое измеряется в Омах (Ом).
или , (1.3)
Обозначение резистора на электрических схемах изображено на рис. 1.4.
Величину, обратную сопротивлению, называют проводимостью, которая измеряется в Сименсах (См).
Закон Ома можно представить через проводимость:
(1.4)
(1.5)
Таким образом, в ТОЭ потребитель моделируется идеальным потребителем, свойства которого определяются значением единственного параметра (R или G).
Источники энергии моделируются с помощью источника ЭДС (Е), или источника напряжения, и источника тока (J). ВАХ источников энергии – это внешние характеристики, обычно имеющие ниспадающий характер, т.к. в большинстве случаев с увеличением тока напряжение источника уменьшается.