1.3.1. Активные элементы

Идеальный источник напряжения(э.д.с.)

В любом источнике электрической энергии существует электрическое поле за счет разделения зарядов внешними силами неэлектрического происхождения.

Источники электрической энергии делятся на источники напряжения и источники тока.

Источник напряжения– напряжение на зажимах практически не зависит от тока, идущего от источника в приемник, и внутреннее сопротивлениеR_iкоторых мало, так что напряжение на зажимах источника сравнительно мало и изменяется при изменении протекающего через него тока.

Источник напряжения характеризуется внешней характеристикой U=f(I).

Вольт-амперная характеристика источника э.д.с.

Идеальный источник напряжения(источник э.д.с.) –

R_i=0, E=const, U=E=const.

Изображение источника э.д.с. и его схема замещения

Идеальный источник тока

Источник тока–источник электрической энергии, в котором ток практически не зависит от напряжения, которое создается источником на зажимах приемника.

Источник тока имеет большое внутреннее сопротивление R_i (малую проводимостьG_i), так что ток, поступающий в приемник, мало изменяется при изменении напряжения на зажимах источника.

Источник тока характеризуется внешней характеристикой I=f(U).

Вольт-амперная характеристика источника тока

Идеальный источник тока–R_i=(G_i=0),J=const,I=J=const.

Изображение источника тока и его схема замещения

1.3.2. Пассивные элементы Идеальный резистивный элемент

Идеальный резистивный элемент–элемент схемы замещения электротехнического устройства, отображающий имеющий место в этом устройстве необратимый процесс преобразования электрической энергии источника в другие виды энергии (в большинстве случаев в тепловую энергию).

Природа ИРЭ в большинстве случаев (в цепях постоянного тока всегда) обусловлена столкновением заряженных частиц с атомами кристаллической решетки проводника и необратимым преобразованием электрической энергии источника через посредство кинетической энергии движущихся электронов во внутреннюю (тепловую) энергию проводника.

Параметр ИРЭ– сопротивлениеили проводимость– определяется отношением:

– для постоянного тока;

– для переменного тока.

Напряжение и ток на ИРЭ: ;.

Электротехнический прибор, специально изготовленный реальный элемент электрической цепи, единственным свойством которого является необратимый процесс преобразования электрической энергии источника в тепловую – резистор.

Условное обозначение на схемах резистора такое же, как и ИРЭ:

Зависимость тока от напряжения на зажимах ИРЭ называют вольтамперной характеристикой элемента (ВАХ).

Если ВАХ линейна, то элемент линейный и электрическая цепь линейна.

Если ВАХ нелинейна, то элемент нелинейный и электрическая цепь нелинейна.

Идеальный индуктивный элемент (ииэ)

Идеальный индуктивный элемент–элемент схемы замещения электротехнического устройства, отображающий имеющий место в этом устройстве процесс преобразования электрической энергии источника в энергию магнитного поля.

Этот процесс обратим.

Параметр ИИЭ–индуктивность L, характеризует способность электротехнического устройства к созданию магнитного поля при протекании через него электрического тока(коэффициент самоиндукции).

Lопределяется соотношением для катушек индуктивности:

;

.

Напряжение и ток на ИИЭ: ;.

Зависимость потокосцепления элемента или участка цепи от тока в ней называют вебер-амперной характеристикой. Реальный элемент, близкий к ИИЭ – индуктивная катушка.