Линейные электрические цепи постоянного тока
1.1. Электрическая цепь и её элементы. Схемы электрических цепей.
Эл. цепь-это совокупность соединенных друг с другом источников и приемников эл. энергии, по которым протекает ток.
Электрический ток – направленное движение эл. зарядов по элементам электрической цепи.
Постоянный
электрический ток- представляет собой
неизменное во времени направленное
движение частиц несущих эл. заряды.
;
;
.
Источник
эл. энергии преобразует механическую,
химическую, тепловую энергию в
электрическую. Характеризуется
направлением и величиной электродвижущей
силы, а также внутренним сопротивлением.
В
приемниках происходит процесс
преобразования эл. энергии, полученной
от источников в другой вид энергии
(тепловую, световую и др.)
Приемники
- пассивные элементы цепи и характеризуются
сопротивлением.
Величина
обратная сопротивлению элемента –
проводимость
Электрическая схема - графическое изображение составленное из условных обозначений эл. цепи, и показывающее соединение этих элементов.
По электрической схеме составляется схема замещения.
Схема замещения эл. цепи- это математическая модель реального устройства учитывающая физ. процессы, происходящие в реальном устройстве.
В схеме замещения все элементы заменяются параметрами и соединены таким образом, что уравнение схемы замещения соответствует мат. описанию реальных объектов.
Элементы,
имеющие основной параметр сопротивление
,
называются резисторами.
Для составленных схем замещения эл. цепей при известных параметрах элементов, можно применить законы электротехники и выполнить электротехнический расчет, т. е. найти Iи U. Стрелки, поставленные на схеме замещения указывают направления ЭДС, напряжения и тока, для которых обозначения величин - положительно (направление тока от + к -).
Положительное
направление напряжения соответствует
напряжению убывания потенциала
.
Потенциал
в точке эл.поля численно равен работе,
совершаемой силами поля при перемещении
единичного положительного заряда из
этой точки в
.
;
.
Зависимость тока, протекающего по сопротивлению от приложенного к этому сопротивлению напряжения называют, вольтамперной характеристикой (ВАХ), если ВАХ изображается прямой линией, то сопротивление рассматриваемого участка линейное.
Эл. цепи, состоящие только из линейных сопротивлений – линейные эл. цепи.
1 .2. Закон Ома для участка цепи с пассивными элементами.
Ток
на участке цепи течет от точки с более
высоким потенциалом к точке с более
низким потенциалом.
При протекании электрического тока через сопротивление R, напряжение U и ток I на этом участке связаны между собою согласно закону Ома:
Сопротивление R - это коэффициент пропорциональности между током и напряжением. Чтобы найти сопротивление, нужно напряжение на участке электрической цепи разделить на ток, протекающий на этом же участке.
Закон Ома можно записать через разность потенциалов:
1.3. Закон Ома для участка цепи с пассивными элементами, содержащего эдс.