Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Электрическая цепь и ее элементы

Читайте также:
  1. A. Элементы резания при точении
  2. II. Материальные элементы (МЭ)
  3. II. Электрическая схема и принцип действия.
  4. III.4.3) Виды и элементы вины.
  5. V1: 4.Элементы поражения слизистой оболочки полости рта (СОПР) и красной каймы губ
  6. А) Основные элементы измерительных приборов
  7. Абстрактные, корневые, листовые и полиморфные элементы
  8. АВТОНОМИЯ ВОЛИ СТОРОН) И ДИСПОЗИТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
  9. Активные элементы схемы замещения
  10. Антенны и элементы СВЧ АВУ, их конструкция

Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначенных для передачи, распределения и взаимного преобразования электромагнитной, тепловой, световой и других видов энергии, если процессы, протекающие в устройствах, могут быть описаны при помощи таких понятий, как ЭДС, напряжение и ток.

Основными элементами электрической цепи являются источники и приемники электрической энергии, которые соединяются между собой проводниками. В источниках электрической энергии (аккумуляторы, гальванические элементы, генераторы и т.п.) химическая, механическая, тепловая и другие виды энергии преобразуются в электрическую энергию. В приемниках энергии (нагреватели, электрические машины, осветительные приборы и т.п.) электрическая энергия преобразуется в иные виды энергии.

Электрические цепи, в которых получение, передача и преобразование электрической энергии происходит при постоянных во времени токах и напряжениях, называются цепями постоянного тока, а при переменных во времени токах и напряжениях – цепями переменного тока.

Для расчета и исследования процессов, протекающих в электрической цепи, ее заменяют расчетной схемой замещения, т.е. идеализированной цепью, которая служит расчетной моделью реальной цепи. При получении такой схемы каждый реальный элемент цепи заменяется расчетной моделью – элементом схемы. Математическое описание каждого элемента должно отражать основные протекающие в нем физические процессы.

Одним из приемников электрической цепи является резистивный элемент – резистор. В резистивном элементе с сопротивлением R электрическая энергия необратимо преобразуется в другие виды (тепловую, механическую, энергию излучения и т.п.), чаще всего в тепло. Величина активного сопротивления измеряется в Омах (Ом). Мгновенная мощность, с которой происходит преобразование энергии, определяется соотношением: p = i2R. Резистивные (или активные) сопротивления вводятся в схемы замещения других элементов цепи для учета необратимого преобразования электромагнитной энергии в другие виды.

Для расчета токов и напряжений в цепи задаются положительные направления токов и напряжений. Положительным направлением тока и напряжения полагается их направление от узла с большим потенциалом к узлу с меньшим потенциалом.



На рис. 1.1 φ1(t) φ2(t), поэтому направление тока и напряжения (падения напряжения) задано от узла с потенциалом φ1(t) к узлу с потенциалом φ2(t). В резистивном элементе напряжение связано с током законом Ома:

 

(1.1)

 

а б

Рис. 1.1. Токи и напряжения на участке цепи

 

Для цепи постоянного тока (рис. 1.1, б) или для действующих значений резистивной цепи с гармоническими источниками UR = R · IR. Если значение сопротивления резистора не зависит от тока, протекающего через него, то такой резистор называется линейным, а электрическая цепь, состоящая только из таких резисторов, – линейной резистивной.

В первой лабораторной работе рассматриваются цепи, содержащие только линейные элементы (резисторы и источники ЭДС и тока).

Источником напряжения (ЭДС, тока) называют источник, напряжение (ЭДС, ток) которого не зависит от сопротивления внешней цепи Схемы замещения реальных источников приведены на рис. 1.2: источник ЭДС (напряжения) – на рис. 1.2, а, источник тока – на рис. 1.2, б. Величина ЭДС источника (Е) измеряется в режиме холостого хода (т.е. при токе в источнике Ik = 0) и равна напряжению на его зажимах. В схемах замещения источников резистор Rвн = 1/Gвн учитывает тепловые потери энергии, выделяемые внутри источника. Если внутреннее сопротивление источника ЭДС (напряжения) равно нулю, а источника тока – бесконечности, то такие источники называют идеальными (рис. 1.2, б, г).

а б в г
  Рис. 1.2. Идеальные и реальные источники энергии

 

В реальных источниках внутреннее сопротивление Rвн имеет конечное значение, поэтому на практике за источник ЭДС (напряжения) принимают источник, для которого выполняется условие 10Rвн Rн ≤ ∞, а при условии 0 ≤ Rн ≤ 0,1Rвн – за источник тока, где Rн – сопротивление нагрузки, к которому подключен источник.



Источники напряжения, ЭДС и тока характеризуются внешними вольт-амперными характеристиками (ВАХ): для источников напряжения и ЭДС – зависимостями напряжения или ЭДС от тока, протекающего через источник, а для источника тока – зависимостями тока от напряжения на его зажимах. На рис. 1.3, а, в показаны внешние характеристики реальных источников ЭДС и тока, где имеются линейный (рабочий, с небольшим наклоном) и нелинейный (с резким изменением) участки характеристик, на которых источник может выйти из строя. На рис. 1.3, б, г изображены внешние характеристики идеальных источников ЭДС и тока. В данной работе рассматриваются источники, которые работают на линейном участке характеристики.

 

а б в г

 

Рис. 1.3. Вольт-амперные характеристики источников энергии

 


Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 43; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ | Законы Кирхгофа
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2017 год. (0.013 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты