Электрическая цепь
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
Автор naturalscience.ru
Существуют источники тока, а также и потребители электроэнергии - лампы, пылесосы, звонки, компьютеры и другие. Для их включения и отключения применяют выключатели, кнопки и рубильники.
Источник тока и потребители электроэнергии, соединенные проводниками, в физике называют электрической цепью. Например, на рисунке вы видите изображение простой электрической цепи для одновременного наблюдения теплового, химического и магнитного действий тока.
В физике все электроприборы имеют условные обозначения:
В дальнейшем на уроках физики нам придется использовать много электроприборов, соединяя их в разнообразные электрические цепи. Они могут быть достаточно сложными. И чтобы лучше их понимать, мы будем пользоваться электрическими схемами. Ниже, например, вы видите схему цепи, изображенной на левой странице.
Виды соединений проводников. Если вас попросят собрать цепь из источника тока и двух лампочек, то вы, скорее всего, поступите как изображено на схеме "а". Такое соединение проводников называют последовательным. Оно так названо потому, что электроны, двигаясь от клеммы "-" источника тока, пройдут через обе лампочки последовательно, то есть сначала через левую лампочку, а затем - через правую.
Но лампочки можно соединить и так, как изображено на схеме "б". Такое соединение проводников называется параллельным. Это название подчеркивает, что, двигаясь от источника тока, все электроны разделятся на две "группы", которые пройдут через лампочки параллельно, независимо друг от друга.
В электрических цепях часто встречается смешанное соединение электроприборов. Например, на схеме "в" показано параллельное соединение резистора и вольтметра. Эта группа приборов последовательно соединена с амперметром и клеммами для подключения источника тока.
***Электрическая цепь
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ - совокупность различных устройств и соединяющих их проводников (или элементов электропроводящей среды), по которым может протекать электрический ток (далее - ток).
Основные понятия теории электрических цепей
В теории электрических цепей (далее - ТЭЦ) на основе применения закона Ома и законов Кирхгофа (см. Электрический ток) рассматриваются зависимости между электрическими напряжениями и электрическими токами в различных проводящих контурах Э.ц. В ТЭЦ широко применяется принцип идеализации, состоящий в рассмотрении какого-либо из существенных свойств реальной Э.ц. сосредоточенным в конкретном элементе эквивалентного проводящего контура. Использование этого принципа основано на двух допущениях:
- что величины тока в любой точке Э.ц., состоящей из одного проводящего контура, равны между собой (что справедливо для постоянного тока и для переменного тока в большинстве случаев, рассматриваемых в ТЭЦ - об исключениях см. "Длинные" линии);
- что при рассмотрении электрических процессов, происходящих в конкретном элементе Э.ц, остальная часть реальной Э.ц. может быть заменена эквивалентной ей Э.ц. с совокупностью электрических свойств, обнаруживаемых через точки соединения Э.ц. с рассматриваемым ее элементом (следует из закона Ома).
В ТЭЦ используются понятия, служащие для простоты понимания процессов, происходящих в электрических цепях, и осуществления соответствующих инженерных расчетов.
Понятие "линейная электрическая цепь"
Линейная Э.ц. - это идеализированная Э.ц., объединяющая в себе (кроме проводников) источник электрического тока или источник электрического напряжения (далее - источник), активные и реактивные сопротивления.
Понятие "нелинейная электрическая цепь"
Нелинейная Э.ц. - это идеализированная Э.ц., содержащая в себе наряду с элементами линейной Э.ц. хотя бы один нелинейный и/или усилительный электронный прибор.
Понятие "нелинейный электронный прибор"
Нелинейный электронный прибор - электронный прибор, имеющий различное электрическое сопротивление в зависимости от приложенного напряжения.
Понятие "усилительный электронный прибор"
Усилительный электронный прибор - нелинейный электронный прибор, предназначенный для включения (как минимум) в две (рассматриваемые в первом приближении как иначе никак не связанные) электрических цепи: управляющую (обычно называемую "входная цепь") и управляемую (обычно называемую "выходная цепь"). В идеальном случае полагается, что выходная цепь не влияет на входную.
Понятие "контурный ток"
В целях удобства расчетов, величина тока, протекающего через конкретный элемент электрической цепи, рассматривается как алгебраическая сумма величин "контурных" токов - токов, протекающих в проводящих контурах, смежных с данным элементом электрической цепи. Справедливость такой точки зрения следует из первого закона Кирхгофа.
Понятие "узловое напряжение"
Узловым напряжением в ТЭЦ называют величину (со знаком) напряжения между "узлами" (точками соединения более двух элементов) электрической цепи. За исходный принимается факт равенства нулю алгебраической суммы напряжений на элементах любого проводящего контура электрической цепи, что следует из второго закона Кирхгофа.