4. Схема электрической цепи.

Графическое изображение электрической цепи называется её схемой. На практике используется несколько видов схем, основные из них:

• Монтажная, на ней все, или часть элементов, и их взаимное расположение и соединение даются в виде чертежа (рисунка).

• Принципиальная; на ней все элементы ЭЦ изображаются стандартными условными графическими обозначениями.

• Схема замещения (она является математической (расчетной) моделью ЭЦ), на ней все источники и приемники электрической энергии обозначаются как идеальные элементы, а вспомогательные элементы можно исключить.

Рис. 4. Монтажная, принципиальная и схема замещения простейшей электрической цепи.

Реальный источник электрической энергии при расчете может быть заменен на идеальный источник ЭДС или тока с их внутренним сопротивлением или проводимостью, соответственно (Рис.4). Если RвRн, то рекомендуется использовать источник ЭДС и наоборот.

Е

J

Rв

Gв

Рис. 4.

4. Топология электрических цепей.

При анализе сложных электрических цепей возникает необходимость в обозначении ее отдельных участков и способа их соединения. Основными топологическими понятиями теории электрических цепей являются: ветвь, узел, контур, двухполюсник, четырехполюсник.

• Ветвь – участок электрической цепи с одним и тем же током. Ветвь может состоять из одного или нескольких пассивных и активных элементов.

• Узел – место соединения трех и более ветвей. \

• Контур – замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов разветвленной ЭЦ.

• Двухполюсник – часть электрической цепи с двумя выделенными зажимами – полюсами.

• Четырехполюсник – часть электрической цепи, которая имеет две пары зажимов, которые могут быть входными и выходными.

Рис.5. Пример разветвленной ЭЦ (пять ветвей и три узла) и её граф

Рис.6. Пример активного двухполюсника и пассивного четырехполюсника из элементов схемы, изображенной на Рис.5.

5. Линейные электрические цепи.

В основе анализа электрических цепей постоянного тока лежит несколько общих принципов, которые отражают основные свойства линейных электрических цепей и используются в методах их расчета и анализа. Основными свойствами линейных ЭЦ являются линейные соотношения между электрическими величинами (токами и напряжениями), и которые сформулированы в трех основных принципах: суперпозиции, компенсации и взаимности.

Принцип суперпозиции – независимость действия возбуждающих сил (ЭДС) друг от друга.

Принцип компенсации – любой участок (ветвь) ЭЦ с известным напряжением или током может быть заменен эквивалентным по величине источником напряжения или тока соответственно.

Принцип взаимности – если ЭДС Е, установленная в ветви m вызывает ток Iк в ветви k, то эта же ЭДС Е, действуя в ветви k, вызовет в ветви m ток Im, равный току Iк. Этот принцип справедлив только для ЭЦ с одним источником.