Ветвь, узел и контур электрической цепи

Предварительное замечание. Понятия ветви, узла и контура уже встречались в законах Кирхгофа. Строго говоря, их нужно было сформулировать раньше, но, с другой стороны, для понимания законов Кирхгофа, достаточно такого представления о ветви, узле и контуре, которое дает здравый смысл. Теперь возникла необходимость уточнить эти понятия.

Комментарий к определению 1. Здесь имеются в виду идеальные элементы схем замещения – резистор, идеальная катушка, конденсатор, источник ЭДС и идеальный источник тока. Но вместе с тем сформулированное здесь определение ветви можно применять по отношению к реальным электрическим цепям, понимая под элементами различные достаточно простые электротехнические устройства.

Частные случаи. 1. В простых случаях ветвь содержит один элемент.

2. В простейшем случае ветвь может не содержать ни одного элемента и состоит только из соединительного провода, сопротивление которого пренебрежительно мало. Наличие такой ветви в цепи надо оговаривать особо в конкретных задачах.

3. В ветви может быть разрыв (выключатель с разомкнутыми зажимами). Ветвь с разрывом можно считать ветвью электрической цепи или не считать таковой в зависимости от условий конкретной задачи.

4. Ветвь, состоящую из нескольких последовательно соединенных элементов, можно разделить на две или большее число ветвей. Но каждое такое решение должно быть оговорено в условии конкретной задачи, и для него должны быть веские основания.

Частный случай. Общий зажим последовательно соединенных элементов не является узлом (в точном смысле этого термина). Однако, в том случае, когда ветвь, состоящую из нескольких последовательно соединенных элементов, делят на несколько ветвей, между каждой парой новых ветвей оказывается узел, в котором соединены две ветви. Наличие таких узлов в цепи в каждой конкретной задаче нужно оговаривать особо.

Частные случаи. 1. В виде исключения контур может быть образован одной ветвью. Такой контур получается при подключении одной ветви к зажимам источника электрической энергии.

2. Если контур образован одной ветвью и не содержит источника, то он называется короткозамкнутым контуром. Ток в таком контуре равен нулю, он не влияет на режим электрической цепи и может быть исключен из нее.

3. Применение мысленно замкнутого контура, или контура, замкнутого воображаемым вольтметром, (рис. 1.11) должно быть оговорено в условии конкретной задачи.