Лабораторный практикум по теоретическим основам электротехники. Часть 1 Основные понятия электрических цепей

Электрической цепью называется совокупность устройств, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий о ЭДС, напряжении и токе. В общем случае электрическая цепь состоит из источников и приёмников электрической энергии, а также соединительных проводов.

Источники электрической энергии (источники напряжения (ЭДС) или тока) необходимы для протекания электрического тока. В источниках энергии (гальванические элементы, аккумуляторы, электромашинные генераторы) химическая, механическая, тепловая или энергия других видов превращается в электрическую энергию.

Электрическая цепь содержит также устройства, в которых энергия электрического тока преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую и т.д.). Эти устройства называются приемниками (потребителями) или нагрузками (электроосветительные приборы, электрические двигатели, резисторы и т.д.).

Для замыкания и размыкания цепей используют выключатели того или иного вида.

Основные определения, относящиеся к электрической цепи

Условное графическое изображение электрической цепи называется электрической схемой. Она показывает, как осуществляется соединение элементов электрической цепи. В электрической цепи выделяют ветви, узлы и контуры.

Ветвь – это участок электрической цепи, образованный одним или несколькими последовательно включенными элементами, по которым течет один и тот же ток.

Так, цепь на рис. 1 содержит три ветви. Первая ветвь образована элементами , вторая – и , и третья – одним элементом .

Узел – это место соединения трех и более ветвей. В цепи рис. 1 два узла – а и b.

Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называется контуром. В цепи рис. 1 три контура. Первый образован элементами , второй – , а третий – .

Все контуры в электрической цепи можно разделить на независимые и зависимые. Контуры называются независимыми, если каждый из них содержит хотя бы одну ветвь, не вошедшую во все остальные. В противном случае контуры называются зависимыми.

Поскольку общее количество контуров в цепи всегда больше числа независимых, то независимые контуры выбирают произвольно – см. рис. 1. Здесь первый контур содержит ветвь с элементами , не вошедшую во второй контур. В свою очередь, второй контур содержит ветвь с элементом , не вошедшую в первый контур. Все ветви третьего контура входят в первый и второй контуры, и поэтому третий является зависимым по отношению к первым двум.