Структура электрических цепей

Электрические цепи — совокупность устройств и объектов, образующих путь электрическому току, электромагнитные процессы в которых можно описать с помощью понятий об электродвижущей силе, токе и напряжении.

Электрические цепи состоят из устройств для генерирования электрической энергии, передачи ее на расстояние и преобразования в другие виды энергии. Первые называют источниками электрической энергии, вторые — линиями электрической связи, а третьи — приемниками электрической энергии. Электрические цепи принято изображать электрическими схемами, в которых генерирующие и преобразующие устройства, а также соединяющие их линии электрической связи представлены условными графическими обозначениями.

Источники электрической энергии являются преобразователями энергии других видов в электрическую. К ним относятся: гальванические и аккумуляторные элементы, электромеханические генераторы, термопары, солнечные фотоэлементы, магнитогидродинамические генераторы, топливные элементы и другие преобразователи.

Эти источники осуществляют преобразование с к. п. д., меньшим единицы, и характеризуются электродвижущей силой, или э. д. с. Е, внутренним сопротивлением Rвн, номинальным током Iном. Э. д. с. является причиной, возбуждающей электрический ток в замкнутой электрической цепи. Единицей э. д. с. служит вольт (В). Э. д. с. можно измерить вольтметром при отключении от источника электрической энергии всех приемников, т. е. при отсутствии тока в нем.

Рис. 1. Простая электрическая цепь

Линии электрической связи, передающие электрическую энергию на расстояние, представляют собой линии электропередачи, электрические сети и другие устройства, которые при установившемся режиме характеризуются их сопротивлением.

Приемники электрической энергии

Источники электрической энергии, а также приемники с присущей им э. д. с. (электрические двигатели, аккумуляторы в процессе заряда и др.) являются активными элементами, а линии электрической связи, соединительные провода и приемники без э. д. с. (резисторы, электрические печи, электроосветительные приборы и др.) — пассивными элементами. Резистор, являющийся пассивным элементом, предназначен для использования его электрического сопротивления в различных электрических цепях.

Электрические цепи могут состоять из любого числа активных и пассивных элементов, которые входят в отдельные ветви, соединенные между собой узлами. В каждую ветвь, являющуюся участком цепи с одним и тем же током, входит один или несколько последовательно соединенных элементов, а в каждый узел — место соединения ветвей — сходятся не менее трех ветвей (рис. 2).

Рис. 2. Схема электрической цепи с шестью ветвями и тремя узлами

Любой замкнутый путь по нескольким ветвям электрической цепи называют контуром. В зависимости от числа контуров электрические цепи относят к одноконтурным или многоконтурным, которые в свою очередь могут быть с одним или с несколькими источниками электрической энергии.

В многоконтурных электрических цепях можно выделить часть цепи с активными элементами — активную цепь, а также часть цепи с пассивными элементами — пассивную цепь, которые удобно изображать прямоугольником с буквой А или П посредине. В зависимости от числа выводов прямоугольника, внутри которого находятся выделенные элементы рассматриваемой части электрической цепи, соединенные между собой согласно принятой электрической схеме, его называют соответственно активным или пассивным двух-, трех-, четырех- или многополюсником (рис. 2, а, б, в, г).

Рис. 3. Условные графические обозначения: а активного двухполюсника, б — пассивного трехполюсника, в — пассивного четырехполюсника, е — активного шестиполюсника.

10.12.2016 Без рубрики Нет комментариев