Топологические понятия теории электрических цепей

Основные понятия и определения

Параметры характеризующие работу: I, U, P.

Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначенных для генерирования, передачи, распределения и преобразования электрической энергии. Цепь включает в себя устройства коммутации (выключатели), средства автоматизации, измерительные приборы.

Отдельное устройство, входящее в состав электрической цепи и выполняющее в ней определённую функцию называется элементомэлектрической цепи. Основные элементы электрической цепи – источники и приёмники.

Все элементы электрической цепи имеют стандартное условно-графическое изображение.

Например,

Представленная выше схема – принципиальная, которая показывает назначение каждого элемента и их взаимодействие, но она не позволяет рассчитать режим работы цепи. Для возможного расчета необходимо каждый из элементов представить схемой замещения.

Каждый элемент схемы обладает определёнными свойствами, определенными физическими техническими функциями, для выполнения которых он предназначен.

Наряду с основными процессами в элементах протекают сопутствующие процессы, например, нагрев: в проводах протекает ток, часть электрической энергии, помимо основного преобразования, теряется на нагрев.

Поскольку схема замещения соответствует математическому описанию реальных электрических цепей с определенными свойствами, их иногда называют математическими моделями электрических цепей. Применение схем замещения реальных электрических цепей позволяет выделить наиболее важные свойства объектов для раскрытия сущности какого-либо процесса и явления. Схемы замещения отображают свойства электрической цепи при определенных условиях. Одной и той же электрической цепи может соответствовать несколько различных схем замещения.

Все электрические цепи классифицируются:

1. По виду тока:

цепи постоянного тока

· изменяющегося тока

· переменного тока (периодически изменяющегося)

		Постоянный i = const (i1=i2=i3)
		Изменяющийся (апериодический)

		Несинусоидальный (периодический)
		Синусоидальный (периодический)

2. По характеру параметров элементов

• Линейные
• Нелинейные

К линейным цепям относятся цепи, у которых электрическое сопротивление каждого участка не зависит от значений и направлений тока и напряжения. В противном случае цепь относится к нелинейным.

3. Классификация в зависимости от наличия источника электрической энергии. Участки цепи делятся на активные и пассивные. Участок цепи, содержащий источник энергии называется активным (А), не содержащий – пассивным (П)

4. По сложности

· Простые

· Сложные (разветвленные)

Топологические понятия теории электрических цепей

При анализе работ электротехнических устройств приходится иметь дело со сложными электрическими цепями, схемы замещения которых содержат как активные, так и пассивные элементы. Основными топологическими понятиями теории электрических цепей являются ветвь, узел, контур.

Ветвью называется участок электрической цепи с одним и тем же током. Ветвь может состоять из одного пассивного или активного элемента и представлять собой последовательное соединение нескольких элементов.

Узел - место соединения двух и более ветвей. Различают геометрические и потенциальные узлы.

Контур - замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов разветвленной электрической цепи.