1.4.3. Еквівалентні перетворення джерел

Д ля спрощення розрахунку електричних кіл джерело ЕРС. може бути замінене джерелом струму або навпаки (рис. 1.12). Така заміна повинна бути еквівалентною. Формули еквівалентної взаємної заміни джерел приведені на рис. 1.12.

Таким чином, джерело струму, еквівалентне джерелу ЕРС, повинне генерувати струм, рівний струму КЗ джерела ЕРС, і мати паралельну провідність

.

1.5. Лінійні електричні кола та геометрія електричного кола

Електричне коло називається лінійним, якщо всі елементи, які входять в нього (активні і пасивні), являються лінійними, тобто електричні опори, індуктивності і ємності ділянок цього кола не залежать від величин та напрямків струмів і напруг.

Процеси в лінійних електричних колах описуються лінійними диференціальними або алгебраїчними рівняннями. Усталені процеси в лінійних електричних колах постійного струму описуються лінійними алгебраїчними рівняннями.

Лінійні кола являються ідеалізацією реальних кіл.

В реальних колах електричний опір елементів, звичайно, змінюється за рахунок нагріву їх струмом, що протікає в них.

Крім того, зовнішні характеристики джерел електричної енергії неможна вважати лінійними.

Але в багатьох задачах електричне коло можна вважати лінійним. Це пояснюється тим, що в робочому діапазоні змін струмів і напруг кола, нелінійність ВАХ його елементів незначна і не впливає на точність результатів розрахунку.

Для полегшення розрахунку електричних кіл складається їх електрична схема.

Схемою електричного кола називається графічне зображення електричного кола, яке має умовне позначення його елементів і показує послідовність їх з’єднання.

При зображенні схеми електричного кола користуються умовними графічними позначеннями, які встановлені Держстандартами.

Основними елементами схем електричних кіл являються: гілка, вузол, контур, а також двополюсник та чотириполюсник.

Розглянемо ці поняття на прикладі конкретного електричного кола (рис. 1.13).

Гілка – це ділянка електричного кола, вздовж якої протікає один і той же струм.

Число гілок позначається буквою р. Для приведеного кола р=7.

Гілки бувають активними (з джерелом електричної енергії) і пасивними (без джерела енергії). Гілка може складатися із одного пасивного або активного елемента, а також представляти собою послідовне з`єднання декількох елементів.

Вузол – це місце з`єднання трьох і більше гілок.

Розрізняють поняття геометричного і потенціального вузлів. Геометричні вузли можуть бути об`єднані в один потенціальний вузол.

Число вузлів кола позначається буквою q, для приведеного кола q=4.

Контур – це замкнутий шлях, який проходить через декілька гілок і вузлів розгалуженого електричного кола. Число контурів позначається буквою n.

Д вополюсник – це частина електричного кола з двома відокремленими затискачами, котрі називаються полюсами. На електричних схемах двополюсник зображається у вигляді прямокутника (рис.1.14).

В середині прямокутника вказуються позначення двополюсника: П – пасивний, в якому відсутні активні елементи; А – активний, в якому є активні елементи.

Ч отириполюсник – це частина електричного кола, яка має дві пари клем (полюсів), які можуть бути вхідними (а і b), або вихідними (c i d) (рис. 1.15).

Чотириполюсники можуть бути пасивними (П) і активними (А).