Схема электрической цепи, её элементы.

Схема электрической цепи, её элементы.

Электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи. Она показывает как осуществляется соединение элементов рассматриваемой электрической цепи.

«Электрическими» элементами схемы служат активные и пассивные элементы цепи.

«Геометрическими» элементами схемы являются ветви и узлы.

Ветвь – участок схемы, расположенный между двумя узлами и образованный одним или несколькими последовательно соединенными электрическими элементами цепи.

Узел – место соединения трех или большего числа ветвей.

Источник напряжения представляет собой активный элемент с двумя зажимами, напряжение на котором не зависит от тока, проходящего через источник

Источник тока представляет собой активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Сопротивлением называется идеализированный элемент цепи в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую.

Индуктивностью называется идеализированный элемент электрической цепи, приближающейся по свойствам к индуктивной катушке, в котором накапливается энергия магнитного поля.

Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи приближенно заменяющий конденсатор, в котором накапливается энергия электрического поля.

Мкость в электрической цепи.

Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи приближенно заменяющий конденсатор, в котором накапливается энергия электрического поля.

При этом данный термин применяется как для обозначения самого элемента, так и для количественной оценки отношения заряда к напряжению на этом элементе:

Ток емкости равен производной электрического заряда по времени:

Напряжение на емкости:

Цепь переменного тока с активным сопр.

В активном сопротивлении угол сдвига фаз j равен нулю, значит напряжение и ток в активном сопротивлении совпадает по фазе

Цепь переменного тока с катушкой индуктивности.

 

Величину X_L= ×L называют индуктивным сопротивлением и дали размерность Ом, величина обратная X_L – индуктивная проводимость.

На идеальной индуктивности L угол сдвига фаз , т.е. напряжение U_L(t) опережает ток в индуктивности на 90°.

Цепь переменного тока с конденсатором.

 

 

 

– емкостное сопротивление, размерность – Ом.

На идеальной емкости С угол сдвига фаз , т.е. напряжение отстает от тока на угол 90°.

Мощность цепи переменного тока.

P – активная мощность Q – реактивная мощность (мнимая часть)В электрических цепях при периодическом синусоидальном воздействии имеет место баланс мощностей источников и нагрузок, т.е. комплексная мощность источников энергии должна быть ровна комплексной мощности нагрузок и активные и реактивные мощности источников равны активной и реактивной мощностям нагрузок. Знак реактивной мощности означает преимущество индуктивного (+) или емкостного (–) сопротивлений.

Возникновение переходных процессов

При всех изменениях в электрической цепи: включении, выключении, коротком замыкании, колебаниях величины какого-либо параметра и т.п. – в ней возникают переходные процессы, которые не могут протекать мгновенно, так как невозможно мгновенное изменение энергии, запасенной в электромагнитном поле цепи. Таким образом, переходный процесс обусловлен несоответствием величины запасенной энергии в магнитном поле катушки и электрическом поле конденсатора ее значению для нового состояния цепи.При переходных процессах могут возникать большие перенапряжения, сверхтоки, электромагнитные колебания, которые могут нарушить работу устройства вплоть до выхода его из строя. С другой стороны, переходные процессы находят полезное практическое применение, например, в различного рода электронных генераторах. Все это обусловливает необходимость изучения методов анализа нестационарных режимов работы цепи.

Частотные характеристики

Под частотными характеристиками цепи понимают зависимости от частоты тех величин, которые характеризуют ее свойства. В рассматриваемом случае такими величинами оказываются индуктивное, емкостное и реактивное сопротивления, напряжения на отдельных участках цепи, а также сдвиг фаз между током и приложенным напряжением.

Зависимости UL,UC, I от частоты ω для случая, когда добротность

последовательного колебательного контура Q = 2, показаны на рис. Такие зависимости называют частотными или резонансными характеристиками.

48 Переходные процессы в цепи R,L-цепи при подключении напряжения Такие процессы имеют место, например, при подключении к источнику питания электромагнитов, трансформаторов, электрических двигателей и т.п. ток в цепи в переходном процессе описывается уравнением1 напряжение на катушке индуктивности 2

 

Схема электрической цепи, её элементы.

Электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи. Она показывает как осуществляется соединение элементов рассматриваемой электрической цепи.

«Электрическими» элементами схемы служат активные и пассивные элементы цепи.

«Геометрическими» элементами схемы являются ветви и узлы.

Ветвь – участок схемы, расположенный между двумя узлами и образованный одним или несколькими последовательно соединенными электрическими элементами цепи.

Узел – место соединения трех или большего числа ветвей.

Источник напряжения представляет собой активный элемент с двумя зажимами, напряжение на котором не зависит от тока, проходящего через источник

Источник тока представляет собой активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Сопротивлением называется идеализированный элемент цепи в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую.

Индуктивностью называется идеализированный элемент электрической цепи, приближающейся по свойствам к индуктивной катушке, в котором накапливается энергия магнитного поля.

Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи приближенно заменяющий конденсатор, в котором накапливается энергия электрического поля.