2. Основные Понятия и определения в отц

2.1. Классификация цепей, режимы их работы

Электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах (ЭТУ), как правило, достаточно сложны. Однако во многих случаях, их основные характеристики можно описать с помощью таких интегральных понятий, как: напряжение, ток, электро­движущая сила (ЭДС).

Совокупность деталей электротехнического устройства, соединенных проводниками и предназначенная для протекания тока называют электрической цепью (ЭЦ). Совокупность цепей разных ЭТУ образуют сложную ЭЦ.

Такая цепь состоит из отдельных частей (объектов), выполняющих опреде­ленные функции и называемых элементами цепи. Основными элементами цепи являются источники и приемники электрической энергии (сигналов). Электротехнические устрой­ства, производящие электрическую энергию, называются генераторами или источни­ками электрической энергии, а устройства, потребляющие ее – приемниками (потреби­телями) электрической энергии.

В цепи могут действовать различные виды источников электрической энергии: пер­вичные (батареи, аккумуляторы, механические генераторы) и вторичные (выпрямители, преобразователи разных видов эл. энергии).

Классификация электрических цепей

• Линейные и нелинейные цепи

Линейные цепи – это цепи, свойства которых не зависят от величин, направлений токов и напряжений в участках цепи, в них соблюдаются принципы пропорцио­нальности и суперпозиции (наложения). В нелинейных цепях свойства зависят от величин токов и напряжений. При этом линейные цепи описываются линейными уравнениями, нелинейные – нелинейными.

• Стационарные и нестационарные цепи

Стационарными называются цепи, в которых не происходит никаких изменений. Нестационарные цепи – это цепи, которые сами меняются.

Режимы работы ЭЦ

Различают установившийся или стационарный режим работы электрической цепи (когда процессы в ней описываются стационарными функциями (постоянные величины или пе­риодически изменяющиеся)) и переходной режим работы (переход от одного стационар­ного режима к другому, где другие токи и напряжения; Переходный режим. начинается после каких-то рез­ких изменений в ЭЦ, которые обеспечиваются срабатыванием коммутацион­ных элементов).

2.2. Основные электрические величины

• Электрический ток

I – постоянный ток

i(t) – мгновенное значение меняющегося тока

[i(t)]=A - основная единица, (mA - кратная)

• Напряжение

U – постоянное напряжение

u(t) – мгновенное значение меняющегося напряжения

[u(t)]=B, mB

• Мощность

p(t) – мгновенное значение изменяющейся мощности, Р – постоянная мощность.

[p(t)]=B·A

• Электрическое сопротивление проводника R

[R]=Ом, кОм

Все расчеты с использованием электрических величин делаются в основных величинах.

2.3. Основные элементы эц

Для исследования процессов в электрических цепях в теории вводят понятие идеаль­ных элементов ЭЦ – это такие элементы, которые обладают одним конкретным свойством и описываются одним уравнением (бывают исключения).

Все элементы электрической цепи условно можно разделить на активные и пассивные. Активным называется элемент, содержащий в своей структуре источник электрической энергии. К пассивным относятся элементы, в которых рассеивается (резисторы) или нака­пливается (катушка индуктивности и конденсаторы) энергия. К основным характеристи­кам элементов цепи относятся их вольт-амперные, вебер-амперные и кулон-вольтные ха­рактеристики, а также связь между электрическими величинами, описываемые дифференциальными или (и) алгебраическими уравнениями. Если элементы описываются линейными дифференциальными или алгебраическими уравнениями, то они называются линейными, в противном случае они относятся к классу нелинейных. Строго говоря, все элементы являются нелинейными. Возможность рас­смотрения их как линейных, существенно упрощает математическое описание и ана­лиз процессов, определяется границами изменения характеризующих их переменных и их частот. Коэффициенты, связывающие переменные, их производные и интегралы в этих уравнениях, называются параметрами элемента.