Поняття електричного ланцюга

Сукупність пристроїв, яки створюють шлях для електричного струму, називається електричним ланцюгом. Вона складається з трьох основних елементів: джерела електричного струму, системи сполучних проводів і допоміжних приладів (вимикачів і т. п.) і споживача електричної енергії.

Рис. 2

Для вимірювання величин, що характеризують електричний струм, в ланцюг включаються вимірювальні прилади, зокрема амперметри — для вимірювання струму, в ольтметри — для вимірювання напруги.

На рис. 2. показаний простий електричний ланцюг і його умовне зображення на кресленні, який має назву електрична схема. У цей ланцюг входять: акумуляторна батарея, лампа розжарювання, дроти, амперметр і вимикач. Останній служить для замикання і розмикання ланцюга. Електричний струм може виникнути тільки в замкнутому електричному ланцюзі.

Електричний ланцюг ділиться на внутрішній ланцюг, що йде усередині самого джерела струму, і зовнішній ланцюг, що йде від одного затиску джерела струму через споживача до іншого затиску джерела, тобто що знаходиться поза межами джерела електричного струму.

Таким чином, електричний ланцюг - це сукупність сполучених один з одним провідниками джерел електричної енергії і навантажень, по яких може протікати електричний струм. Електромагнітні процеси в електричному ланцюзі можна описати за допомогою понять: струм, напруга, е. р. с., опір, провідність, індуктивність, ємкість.

Тобто, електротехнічні пристрої і фізичні процеси, що відбуваються, в теорії електротехніки замінюють розрахунковим еквівалентом - електричним ланцюгом.

Електричний ланцюг - це сукупність сполучених один з одним провідниками джерел електричної енергії і навантажень, по яких може протікати електричний струм. Електромагнітні процеси в електричному ланцюзі можна описати за допомогою понять струм, напруга, ЕДС, опір, провідність, індуктивність, ємкість.

Електричний струм може бути постійним і змінним. Постійним називають струм, незмінний в часі.

Впорядкований рух носіїв зарядів в провідниках викликається електричним полем. Поле створюється джерелами електричної енергії. Джерело перетворить хімічну, механічну, кінематичну, світлову або іншу енергію в електричну. Він характеризується е. р. с. і внутрішнім опором. е. р. с. джерела може бути постійною або змінною в часі. Змінна е. р. с. може змінюватися в часі по будь-якому закону, що фізично реалізовується. Струм, що протікає по ланцюгу під впливом змінній е. р. с. також змінний.

Постійний струм прийнято позначати буквою I, змінний i(t); постійну е. р. с. позначають E, змінну е(t)R, провідність - g. У міжнародній системі одиниць (СІ) струм вимірюють в амперах (А), е. р. с. - у вольтах (В), опір в омах (Ом), провідність - в сименсах (См).

При аналізі електричних ланцюгів, як правило оцінюють значення струмів, напруги і потужностей. В цьому випадку немає необхідності враховувати конкретний характеристики різних навантажень. Важливо знати лише їх опір - R, індуктивність - L, або ємкість - C. Такі елементи ланцюга називають приймачами електричної енергії.

Для включення і відключення елементів електричних ланцюгів застосовують комутаційну апаратуру (рубильники, вимикачі, тумблери). Окрім цих елементів в електричний ланцюг можуть включатися електричні прилади для вимірювання струму, напруги, потужності.

Зображення електричного ланцюга за допомогою умовних графічних позначень називають електричною схемою.

Залежність струму, що протікає по опору, від напруги на цьому опорі прийнято називати вольтамперною характеристикою.

Приймачі електричної енергії, вольтамперні характеристики яких є прямими лініями, називаються лінійними, а електричні ланцюги тільки з лінійними елементами - лінійними електричними ланцюгами.

Електричні ланцюги з нелінійними елементами називаються нелінійними електричними ланцюгами.