Лекция 5. Идеализированные элементы электрической цепи

Постоянные и мгновенные значения тока, напряжения и ЭДС

Так как ток, напряжение, ЭДС могут быть постоянными и переменными, то для отражения этого факта используют различные обозначения.

Мгновенные значения тока, напряжения, ЭДС принято обозначать строчными буквами, т.е. i, u, e.

Постоянные значения, т.е. независящие от времени, обозначают прописными буквами I, U, E.

На рис. 4.3 представлены графики мгновенного значения тока i и постоянного значения тока I.

а) б)

Рис. 4.3. Графики переменного (а) и постоянного (б) тока

Таблица 5.1

Идеализированные элементы электрической цепи

№	Название идеализированного элемента	Графическое изображение	Буквенное обозначение
1	Активное сопротивление		R, r
2	Индуктивность		L
3	Емкость		C
4	Источник ЕДС		Е, е, ε

Активное сопротивление R – идеализированный элемент электрической цепи, в котором происходит необратимое превращение электрической энергии в тепловую (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Активное сопротивление

На основе закона Ома , (5.1)

Размерность активного сопротивления:

, , .

Индуктивность L – идеализированный элемент электрической цепи, который характеризуется способностью накапливать энергию магнитного поля, она численно равна

, (5.2)

где – потокосцепление катушки индуктивности, – число витков катушки (рис. 5.2).

Единица измерения индуктивности: (Генри).

Магнитный поток

, (5.3)

где В – индукция магнитного поля; n – нормаль рамки (перпендикуляр); S – площадь поверхности, через которую проходит магнитный поток (рис. 5.3).

Единица измерения магнитного потока: [Ф]=Вб (Вебер).

N=5 α

S

Рис. 5.2. Индуктивность катушки Рис. 5.3. Линия индукции
магнитного поля

Из выражения для силы F_А, действующей на проводник с током в магнитном поле, определим индукцию магнитного поля.

, (5.4)

где– сила, действующая на проводник длиной , по которому течет ток I и который находится в магнитном поле с индукцией ; α – угол между векторами и .

Из выражения (5.4) получается

. (5.5)

Если в уравнении (5.5) , , , то .

Индукция В – силовая характеристика магнитного поля, т.е. индукция –векторная величина. Индукция В численно равна силе, действующей со стороны магнитного поля на проводник единичной длины, по которому течет ток 1А, когда sinα = 1.

Единица индукции магнитного поля:

(Тесла).

Емкость – идеализированный элемент электрической цепи, который характеризуется способностью накапливать энергию.

, (5.7)

где – заряд на обкладках (пластинах) конденсатора, – разность потенциалов между пластинами конденсатора.

Емкость С не зависит от q_C и U_C, а определяется размерами, формой конденсатора, а также диэлектрическими свойствами среды, находящейся между обкладками конденсатора.

Единица емкости: (Фарад).

Дата добавления: 2014-10-23