Питання для самоперевірки.

1. Які проблеми вивчає електротехніка?

2. Дайте визначення поняттям: електрична схема, вузол, вітка, контур, струм, напруга, ЕРС, потужність.

3. Які елементи включає зовнішнє коло джерела?

4. Які узгодження приймаються щодо додатних напрямків струму та напруги?

5. Що називають активним опором?

6. Що називають лінійним опором? ВАХ лінійного і нелінійного опорів.

7. Які кола називають лінійними і нелінійними?

8. Яка різниця між простими і складними електричними колами?

9. Сформулюйте основні закони електротехніки.

10. Що розуміють під балансом потужностей у колі?

11. Напруга на клемах джерела.

12. Ідеальні і реальні джерела напруги і струму, їх вольт-амперні характеристики.

13. Режими роботи кола постійного струму.

14. Особливості послідовного з’єднання споживачів.

15. Особливості паралельного з’єднання споживачів.

16. Для чого використовується послідовне, паралельне та змішане з’єднання гальванічних елементів?

17. Еквівалентні перетворення в електричних колах.

18. Які задачі вирішуються в розрахунках електричних кіл?

19. Принципи розрахунку простих електричних кіл.

20. Сформулюйте закони Кірхгофа.

21. В чому полягає безпосереднє використання законів Кірхгофа в розрахунку складних електричних кіл?

22. Суть методу контурних струмів.

23. Суть методу вузлових напруг.

24. Що називають активним двополюсником?

25. Сутність методу еквівалентного генератора.

26. Основні принципи методу накладень (суперпозиції).

27. Сутність графоаналітичного методу розрахунку нелінійних кіл з послідовним, паралельним і змішаним з’єднанням нелінійних елементів.

Зм 2. Електричні кола змінного струму

2.1. Основні поняття.

Змінними називаються ЕРС, напруги і струми, які змінюються в часі. Змінні ЕРС утворюють в електричних колах змінні струми і напруги, які на відміну від постійного струму в подальшому будемо позначати малими латинськими буквами і передбачати, що e = e(t), u = u(t), i = i(t) завжди функції часу.

На рис. 2.1 показані деякі форми змінних ЕРС, що утворюють відповідні струми і напруги.

Рис. 2.1.

Загальний аналітичний вираз змінного струму, напруги і ЕРС визначається деякою функцією часу: і = i(t); u = u(t); e = e(t). Значення змінної електричної величини в даний момент часу називається миттєвим значенням. Миттєві значення відповідно позначаються буквами і, u, e.

На змінному струмі крім активного опору¹ r проявляють свою дію індуктивність L і ємність С.

Активний опір r – це елемент кола, який незворотно перетворює електричну енергію в тепло.

Індуктивність L – елемент кола, що перетворює електричну енергію в енергію магнітного поля і навпаки.

Ємність С – елемент кола, що перетворює електричну енергію в енергію електричного поля і навпаки.

Для будь-якого елемента кола можна встановити зв’язок між струмом і напругою (постійний струм, змінний струм; величини в комплексному або операторному виді, довгі лінії і т.п.). Цей зв’язок в узагальненому виді будемо називати законом Ома, хоча Георг Симон Ом (нім. Georg Simon Ohm; 16 березня 1787, Ерланген - 7 липня 1854, Мюнхен − знаменитий німецький фізик) отримав цей зв’язок лише для омічного опору.

Зв’язок між струмами і напругами на елементах r, L, C визначається узагальненим законом Ома, який має вигляд:

для активного опору r

або ;

для індуктивності L

або ;

для ємності С

або .

Основні співвідношення між електричними величинами, що були встановлені для кіл постійного струму, залишаються справедливими і для миттєвих значень в колах змінного струму: , але при застосуванні 2–го закону Кірхгофа в сумі ЕРС треба враховувати не тільки ЕРС джерел, а й ЕРС самоіндукції і взаємоіндукції, що виникають, а в суму напруг включати напругу на конденсаторах.