Элементы электрической сети. Основные параметры пассивных элементов цепи

Электротехника

Игнатов Виктор Дмитриевич (309 ауд)

Элементы электрической сети

Электромагнитные процессы, протекающие в электрических устройствах как правило достаточно сложные, однако во многих случаях их основные характеристики можно описать с помощью интегральных понятий, как напряжение, ток, электродвижущая сила (ЭДС). При таком подходе совокупность электротехнических устройств, в том числе и технических средств защиты информации, можно представить соединение источников и приемников электрической энергии. Такая совокупность устройств предназначена для генерации, передачи, распределения и преобразования электрической энергии, а так же информации на базе использования носителя в виде электрической цепи.

Не смотря на то что электромагнитные процессы развиваются независимо от человеческой деятельности, то есть физически они существуют в природе и развиваются независимо от наших чувств и понятий, но поскольку эти процессы сложные, то их изучение происходит по принципу от простого к сложному (от частного к общему). Такое разделение в электротехнике позволяет выделить следующие ее разделы:

1)  Цепи постоянного тока

2)  Цепи переменного тока (синусоидальные цепи)

3)  3-хфазные цепи

Электрическая цепь состоит из отдельных компонентов, каждый из которых может выполнять определенную функцию. Эти компоненты принято называть элементами цепи. Существует 2 класса таких элементов, один из которых относится к источникам энергии, а другой класс – потребитель энергии.

Источники энергии                                                      Потребители энергии

Источники ЭДС (рис 1)                                                 Резистор (рис 3)

Источник тока (рис 2)                                                    Индуктивность (рис 4)

                                                                                         Емкость (рис 5)

В цепях постоянного тока рассматривается только индуктивность и емкость, в стационарных или статических режимах не проявляет себя.

У каждого элемента цепи можно выделить определенное число зажимов, в большинстве случаев это 2-хмерный элемент, а существуют многомерные элементы (транзисторы, трансформаторы…).

Все элементы электрической сети можно разделить на активные и пассивные элементы.

Один и тот же элемент может работать и в активном и в пассивном элементе.

Не смотря на то, что электрические цепи могут иметь различные свойства и характеристики, которые могут отличаться от условий и режима их работы, далее мы будем рассматривать их основные параметры по мере усложнения этих процессов.

Основные характерические параметры пассивных элементов цепи

1)  Резистивный элемент (сопротивление)

Резистор – пассивный элемент, сопротивление которого определяется геометрическими размерами тела и свойствами материала.

Свойством материала характеризуется удельным сопротивлением (ур 1) и удельным сопротивлением (ур 2). Чем больше сечение, тем меньше сопротивления.

Существует и нелинейный элемент (лампа накаливания (рис 7)) (рис 6).

Основной характеристикой резистивного элемента является зависимость U(i). Если зависимость ВАХ представляет собой прямую, то резистор называется линейным и описывается следующим основным соотношением в виде закона Ома (рис 8).

Нелинейный резистор характеризуется несколькими параметрами, в частности безынерционный резистор или 2 параметра характеристики.

2)  Индуктивный элемент (катушка индуктивности)

Характеризуется ВАХ (Выбор Амперная Характеристика)

L (кси) – поток расцепления = сумма произведений потока на число этих витков (Ур 3)

B – Магнитная индукция

Ню – напряженность магнитного поля.

3)  Неукостной элемент.

C=q/u (Фарады)

Емкость определяется отношением заряда q к напряжению между ними.