Общие сведения о электрических цепях

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Цель лекции: изучить общие сведения об электрических цепях. В результате проведения лекции студент должен знать такие понятия как радиотехническая цепь, ЭДС, напряжение, ток, мощность и энергия, пассивные и активные идеализированные элементы цепи, генераторы тока и напряжении, условные положительные направления токов и напряжений, а также связь между током и напряжением на сопротивлении, емкости и индуктивности.

Содержание

1. Общие сведения о электрических цепях.

2. Э.д.с., напряжения и токи в электрической цепи. Условные положительные направления тока и напряжения.

3. Мощность и энергия.

4. Идеализированные элементы цепи: пассивные и активные.

5. Замещение реальных источников: генератор напряжения, генератор тока.

Литература для самостоятельной работы:

1. Попов, В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника"/ В.П. Попов. - М.: Высшая школа, 2007. – 575 с.

2. Атабеков, Г.И. Основы теории цепей [Электронный ресурс]: учебник / Г. И. Атабеков. - 3-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2009. - 432с.: ил. – Загл. с экрана. – Режим доступа:http://e.lanbook.com/

3. Бычков, Ю.А. Основы теории электрических цепей: Учебник для вузов / Ю. А. Бычков, В. М. Золотницкий, Э. П. Чернышев. - 3-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2004. - 464 с.

4. Попов, В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов / В. П. Попов. - 4-е изд.,испр. - М.: Высшая школа, 2003. - 575 с.

Введение. В вводной лекции мы уже отмечали, что преобразования сигна­лов в процессе передачи и приема сообщений выполняются радиотехническими цепями, из которых состоят различные радиотехнические устройства.

Независимо от назначения радиотехнических устройств радиотехнической или электрической цепи можно дать следующее определение.

Радиотехнической (электрической) цепью называется совокупность устройств, образующих замкнутый путь для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть с помощью понятий ЭДС, напряжение и ток.

К устройствам или элементам цепей относятся источники и пот­ребители (приемники) электрической энергии, а также коммутирующие устройства. Поэтому можно сказать, что электрическая цепь состоит из источников и приемников, соединенных между собой проводниками или коммутирующими устройствами.

В источниках химическая, механическая, тепловая энергия или энергия других видов преобразуется в электрическую. К источникам относятся гальванические элементы, аккумуляторы, электромагнитные генераторы, ламповые и транзисторные генераторы гармонических ко­лебаний или колебаний сложной формы, проемные антенны, микрофоны и др.

Источники называют активными элементами цепи.

В приемниках электрической энергии, которые также называют нагрузкой, происходит преобразование электрической энергии в дру­гие виды энергии: тепловую, световую, механическую и др. К прием­никам (нагрузке) относятся электрические двигатели, лампы накали­вания, передающие антенны, транзисторы, резисторы, телефоны и др. Приемники электрической энергии или потребители называют пассив­ными элементами цепи.

Простейшую электрическую цепь можно показать следующим обра­зом.

На данной схеме источником является аккумуляторная батарея, а нагрузкой - электрическая лампа, в которой энергия расходуется на нагрев спирали. Кружками показаны выводы или зажимы источника и нагрузки, соединенные проводниками. Источник энергии, проводник и нагрузка образуют замкнутый проводящий контур.

Радиотехнические цепи могут рассматриваться как двухполюсни­ки, четырехполюсники или многополюсники.

Под двухполюсниками понимают участки цепи, имеющие два полю­са или зажима. Зажимы могут быть входными или выходными.

Двухполюсники могут быть активными (внутри есть источники) и пассивными (внутри источники отсутствуют).

Под четырехполюсником понимается участок цепи, имеющий две пары зажимов или полюсов, которые являются входными и выходными.

Необходимо внести ясность в смысл терминов "радиотехническая цепь" и "электрическая цепь". В общем случае между ними принципи­ального различия нет, т.к. процессы в цепи могут быть совершенно одинаковыми, даже если она содержит и такой сугубо радиотехничес­кий элемент, как передающая антенна, и такой элемент классической электротехники, как осветительная лампа.

Однако между электрическими и радиотехническими цепями су­ществуют различия, которые заключаются в следующем:

- в электрических цепях используются преимущественно посто­янные и гармонические (синусоидальные) напряжения и токи, как правило низкой частоты: 50 Гц - в промышленных электросетях и 400 Гц - в электрических бортсетях самолетов;

- в радиотехнических цепях наряду с постоянными и гармони­ческими используются напряжения и токи сложной формы. В отличие от электрических цепей в радиотехнических цепях переменные напря­жения и токи имеют более высокие частоты. Кроме этого, существен­ное значение в радиотехнических цепях имеют различные искажения и преобразования сигналов, с которыми не приходится сталкиваться в электрических цепях.

В дальнейшем при изучении материала под радиотехнической цепью будем понимать совокупность источников и потребителей энер­гии, работающих в широком диапазоне частот напряжений и токов, имеющих сложную форму. Электрическую цепь будем считать частным случаем радиотехнической цепи. Поэтому слова "радиотехническая" и "электрическая" будем опускать, употребляя термин "цепь".

Основные понятия: цепь радиотехническая и электрическая; источник; потребитель: приемник, нагрузка; зажимы, полюсы; активные и пассивные элементы цепи.

Дата добавления: 2014-01-07