Вступ. Загальні положення

1.Основні визначення.

2.Величини електричного кола.

3.Параметри електричного кола.

4.Елементи електричного кола.

1.Основні визначення.

1.Електричне коло – це сукупність пристроїв, що генерують, передають, перетворюють та споживають електричну енергію.

2.Пристрої, призначені для генерування електричної енергії, називають джерелами електричної енергії, або джерелами живлення, або джерелами електрорушійної сили (ЕРС), або джерелами струму.

Джерела живлення бувають:

- машинні (генератори постійного та змінного струму);

- електростатичні (хімічні, сонячні, атомні та інші).

3.Пристрої, що споживають електричну енергію, називаються приймачами електричної енергії або навантаженням.

Приймачами електричної енергії можуть бути:

- провідні електродвигуни різних типів;

- лампи розжарювання, нагрівальні та освітлювальні прилади;

- електрохімічні та радіотехнічні прилади тощо.

4.Перетворювачі електричної енергії можуть розглядатися для різних сторін електричного кола як джерела або як споживачі енергії (наприклад, трансформатори).

5.Кожний пристрій електричного кола має назву елемента електричного кола.

6. Графічне зображення кола називається електричною схемою.

Для кожної електричної схеми існує поняття вузла, вітки і контуру.

Вузол – точка з’єднання трьох або більше елементів кола.

Іноді вводиться поняття умовного вузла, в якому з’єднуються два елементи електричного кола.

Вітка – ділянка кола між двома вузлами.

Контур – замкнутий шлях обходу віток.

Електричні кола можуть бути простими і складними. До простих відносяться кола з одним джерелом живлення (або кількома джерелами в одній вітці); до складних – кола з двома або більше джерелами живлення в різних вітках.

Позначення деяких елементів електричних кіл на схемах:

Найпростіше коло складається з джерела енергії з ЕРС Е, приймача електричної енергії або кажуть навантаження з опором R та з’єднувальних проводів. Частина кола, що включає з’єднувальні проводи і навантаження є зовнішнім колом джерела.

2.Величини електричного кола.

1.До величини електричного кола належать:

- електричний струм;

- напруга на елементах;

- електрорушійна сила.

Електричний струм – це спрямований рух носіїв електричних зарядів.

Прийняті позначення:

І – сила постійного струму;[ А] Ампер

і – миттєве значення змінного струму. [ А] Ампер

Напруга – це енергія, яку витрачає кожний електричний заряд у приймачі електричної енергії.

Прийняті позначення:

U – постійна напруга; [U] Вольт

u – миттєве значення змінної напруги.[U] Вольт

Електрорушійна сила(ЕРС) – це енергія, яку одержує кожний електричний заряд у джерелі електричної енергії.

ЕРС позначається так:

Е – постійна ЕРС; [U] Вольт

е – миттєве значення змінної ЕРС.[U] Вольт

Умовно – додатні напрями струму, напруги та ЕРС визначаються так:

- умовно–додатний напрям струму – це напрям руху позитивних зарядів (далі – додатний напрям струму, або напрям струму);

- умовно–додатний напрям напруги – це напрям зменшення потенціалу (далі – додатний напрям напруги, або напрям напруги);

- умовно–додатний напрям ЕРС - це напрям дії сторонніх сил у джерелі живлення (далі – додатний напрям ЕРС, або напрям ЕРС).

Умовно – додатні напрями струму та ЕРС джерела збігаються. Умовно – додатні напрями струму та напруги на елементах споживача збігаються. Умовно – додатні напрями струмів, напруг та ЕРС на схемах позначаються стрілками.

3.Параметри електричного кола.

1.До параметрів електричного кола належать:

- опір ;

- ємність;

- індуктивність;

- взаємна індуктивність.

Опір  R = [Ом] характеризує спроможність елемента перетворювати електричну енергію на тепло. Інколи замість поняття опору вживається поняття провідності.

Ємність  С= [Ф] Фарад характеризує спроможність елемента накопичувати електричні заряди ( тобто збуджувати електричне поле).

Індуктивність  L= [Гн] Генрі характеризує спроможність елемента збуджувати магнітне поле (перетворювати електричну енергію на магнітне поле).

Взаємна індуктивність М= [Гн] Генрі характеризується впливом індуктивних параметрів один на одного.

4.Елементи електричного кола.

У загальному випадку кожний реальний елемент має R, L та C. Інколи є можливість обмежитися лише одним параметром. Такі елементи, що мають тільки один параметр, називаються ідеальними.

Наприклад, ідеальне джерело має тільки Е, ідеальний опір – тільки R тощо.

Елементи електричного кола бувають активними та пасивними. Якщо роботу елемента описують за допомогою поняття параметрів (R, L, C та М), цей елемент – пасивний. Якщо для опису роботи елемента потрібно вживати поняття величини електричного кола (I, U, E), то цей елемент – активний.

 До активних елементів належать усі джерела живлення та деякі приймачі (акумулятори, двигуни тощо).

Джерела живлення утворюють внутрішню ділянку, А приймачі зовнішню ділянку кола. Ці ділянки відокремлюються полюсами. Ділянка кола, відокремлена двома полюсами, має назву двополюсника. Якщо двополюсник містить хоча б один активний елемент, цей двополюсник активний. Пасивний двополюсник містить тільки пасивні елементи.

Як і двополюсник, ділянки кола також бувають активні та пасивні. Якщо напрями струму та напруги протилежні, ця ділянка працює у режимі живлення. Якщо напрямки струму та напруги збігаються, ця ділянка працює у режимі приймача електричної енергії.