В качестве приемников электромагнитной энергии используются электрические лампы накаливания, резисторы, электрические двигатели, нагревательные элементы и т. п

Обычно вместо термина «приемник электромагнитной энергии» используют более краткие термины – «приемник» или «потребитель», а вместо термина «источник электромагнитной энергии» – «источник энергии», «источник питания» или «источник».

Элементы электрической цепи можно разделить на активные (источники электромагнитной энергии, полупроводниковые приборы, электровакуумные приборы) и пассивные (все прочие потребители и соединительные провода).

Электрические цепи, в которых получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходят при неизменных во времени токах и напряжениях, называются цепями постоянного тока.

Приведенное определение является достаточно строгим. На практике очень сложно найти такие электрические цепи, в которых на достаточно большом интервале времени токи и напряжения оставались бы неизменными. Если рассмотреть электрическую цепь, в которой в качестве источника энергии используется аккумуляторная батарея или гальванический элемент, по своей природе являющиеся источниками постоянного напряжения, то в такой цепи даже при неизменных во времени сопротивлениях потребителей в результате разряда источника энергии токи в потребителях (напряжения на потребителях) со временем хоть и медленно, но будут изменяться. Поэтому к электрическим цепям постоянного тока будем относить те цепи, в которых токи и напряжения либо не изменяются с течением времени, либо на достаточно большом интервале времени изменяются незначительно.

Графическое изображение электрической цепи называется схемой. Различают несколько видов схем электрической цепи. На рисунке 1 в качестве примера показана эскизная схема цепи, на которой отображены натурные изображения электротехнических устройств и способ их соединения в простейшей цепи постоянного тока.

Рисунок 1 – Эскизное изображение электрической цепи

Изображать схему электрической цепи в виде, представленном на рисунке 1, очень трудоемко и неудобно. Особенно это ощутимо, когда электрическая цепь содержит большое количество элементов. Поэтому на практике для изображения цепи используют условные графические обозначения (УГО) элементов, предусмотренные ГОСТами. На рисунке 2 в качестве примера приведены УГО некоторых источников и приемников электромагнитной энергии.

а б в г д

Рисунок 2 - Условные графические обозначения элементов

электрической цепи

а – плавкий предохранитель; б – электрохимический элемент;

в – солнечный фотоэлемент; г – лампа накаливания; д – резистор

Графическое изображение электрической цепи, содержащее условные графические обозначения ее элементов и показывающее соединения этих элементов, называется схе мой электрической принципиальной.

На рисунке 3 приведен пример электрической принципиальной схемы простейшей электрической цепи, изображенной на рисунке 1.

Рисунок 3

Электрическая принципиальная схема наглядно показывает назначение элементов (устройств), входящих в состав электрической цепи, их взаимодействие, но является непригодной для расчета режима работы цепи, поскольку не в полной мере отображает свойства элементов. Чтобы выполнить инженерный расчет электрической цепи, необходимо каждое из электротехнических устройств представить его схемой замещения ( эквивалентнойсхемой ).

Схемаэлектрической цепи, состоящая из совокупности идеализированных элементов и отображающая при определенных условиях свойства реальной цепи, называется схемой замещения электрической цепи (кратко – схемой замещения). На рисунке 4 приведен пример схемы замещения электрической цепи, рассмотренной ранее.

Рисунок 4

Конфигурация схемы замещения цепи определяется следующими геометрическими (топологическими) понятиями: ветвь, узел, контур.

Ветвью электрической цепи называется весь участок электрической цепи, в котором в фиксированный момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.

Ветвь схемы состоит из одного или нескольких последовательно соединенных элементов, каждый из которых имеет два вывода (начало и конец), причем к концу каждого предыдущего элемента присоединяется начало следующего. Элементами ветви, в общем случае, могут быть, например, участки с сопротивлением, катушки индуктивности, конденсаторы, диоды, источники ЭДС и др.

Узлом электрической цепи называют место соединения трех или более ветвей.

На схеме электрической цепи узел изображают точкой.

Контуром электрической цепиназываетсязамкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям так, что ни одна ветвь и ни один узел не встречается больше одного раза.

Схема замещения (рисунок 4) цепи, показанной на рисунке 1, содержит три ветви, причем две состоят из одного элемента каждая, а третья – из трех элементов.

Дата добавления: 2014-01-07