Общие понятия

Электрической системой называется комплекс электротехнических устройств, предназначенный для производства, передачи и использования электрической энергии.

Электрической цепью называют совокупность электротехнических устройств, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которой могут быть описаны с помощью электрических величин.

Магнитной цепью называют совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела и среды, образующие путь, вдоль которого замыкаются линии магнитного потока, а электромагнитные процессы могут быть описаны с помощью магнитных величин.

Схема замещения представляет собой идеализированную модель реальной цепи.

Источниками электрической энергии предназначены для преобразования в электрическую энергию каких-либо других форм энергии.

Параметры определяют свойства элементов погло­щать энергию из электрической цепи и преобразовы­вать ее в другие виды энергии (необратимые процес­сы), а также создавать собственные электрические или магнитные поля, в которых энергия способна на­капливаться и при определенных условиях возвра­щаться в электрическую цепь.

Электрическим током называют упорядоченное движение электрических зарядов в проводящей среде под воздействием электрического поля.

Синусоидальным называется ток, изменяющийся по синусоидальному закону.

Напряжением или падением напряжения называют разность потенциалов между двумя точками цепи.

Ток течет от точки высшего потенциала к низшему.

Контур – замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям так, что ни одна ветвь и ни один узел не встречается больше одного раза.

Принципиальными схемами называются схемы, изображенные условными графическими изображениями.

Постоянный ток

Сила тока:

I=q/t.

Единицей силы тока является ампер (А).

Плот­ность тока J

J= I/S, J —А/мм².

ЭДС источника рав­на сумме напряжений на внешнем и внутреннем уча­стках цепи:

E=U_вш + U _вт. - закон сохранения энергии для электрической цепи В

I = U/R - законом Ома для участка цепи

I=E/(R+R_вт) - законом Ома для всей цепи

R = pl/S сопротивление проводника [R] = 1 В/1 А=1 Ом.

y= 1 /р - удельной электрической проводимо­стью

р — удельное сопротивление

g=l/R - электрической прово­димостью См.

α= (R₁-R₂)/R₁(θ₂-θ₁) – температурный коэффициент сопротивления

∑I = 0 - первый закон Кирх­гофа

алгебраическая сумма ЭДС любого замкнутого контура равна алгебраической сумме паде­ния напряжений этого контура - второй закон Кирх­гофа

Параллельное соединение

∑I = 0 - алгебраическая сумма токов ветвей для любого узла электрической цепи равна нулю

U_l = U₂=U_n=U - напряжения на ветвях одинаковы

I₃/I₄ = R₄/R₃

I₃/I₅ = R₅/R₃ -токи ветвей обратно пропорциональны их сопротивлениям

1/R_эк= l/R₃+l/R₄+1/R₅

g_эк= g₃ +g_{4 +} g₅ g_эк=∑g - эквивалентная, или общая, проводимость равна сумме проводимостей всех параллельных ветвей

Последовательное соединение

Ток в любом сечении последовательной цепи одинаков

Напряжение на зажимах цепи равно сумме напряжений на всех ее участках: U=U_ab+U_bc.

U= ∑U_n.

U₁/U₂ = R₁/R₂, т. е. напряжения на участках цепи при последователь­ном соединении прямо пропорциональны сопротивле­ниям этих участков.

R_эк = R₁+R₂=∑R_n – общее сопротивление равно сумме всех отдельных сопротивлений

W_и = Eq - работа, которую совер­шает источник тока для перемещения заряда q по всей замкнутой цепи - 1 Дж

UIt = W — работа, со­вершаемая источником на внешнем участке цепи U_BтIt =Wвт — потеря энергии внутри источника

P=W/t - мощность

P_и=EI - мощность, отдаваемая источником

P=UI=I²R=U²/R - мощность потребителей

P_вт=U_BTI = I ²R_вт=U ²_вт/R_Bт - мощность потерь энергии внутри источника

Единица мощности — ватт (Вт):

[Р]=1 Дж/1 с=1 Вт,

Q=I²Rt = W =Pt - закона Ленца — Джоуля - количество теплоты, выделен­ной в проводнике