Описание электрической цепи заряд, ток, напряжение, мощность, энергия Электрическим зарядом
 Скачать 2.86 Mb.
|
|
Средняя мощность для периодических токов и напряжений определяется выражением  , (1.8)а для постоянного тока соответственно  . (1.9)Средняя мощность всегда неотрицательна, если внутри цепи отсутствуют источники электрической энергии. Энергия измеряется в джоулях (Дж), а мгновенная и средняя мощности – в ваттах (Вт). 1.2. Элементы электрической цепи Элемент – это неделимая часть электрической цепи. В физической цепи (радиоприемнике) имеются физические элементы (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы и т.д.). Они могут иметь достаточно сложное физико-математическое описание. При расчете электрической цепи разработаны достаточно точные, простые и удобные с инженерной точки зрения модели физических элементов, которые в дальнейшем будем называть просто элементами. Модели элементов строятся на основе физических представлений о взаимосвязи в них тока и напряжения. Физические элементы цепи и их модели имеют условно-графические обозначения в соответствии со стандартом «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД). Простейшими физическими элементами электрической цепи являются резистор, конденсатор и катушка индуктивности. Их условно-графические обозначения показаны на рис. 1.2. Символы, обозначающие значение основного параметра: - сопротивление (Ом), - емкость (Фарад, Ф) и - индуктивность (Генри, Гн).  Рис. 1.2 Идеальные источники сигнала Электрические токи и напряжения возникают в цепи при воздействии на нее источников. Физические источники – это батареи и аккумуляторы, формирующие постоянные ток и напряжение, генераторы переменных напряжений различной формы и другие электронные устройства. На зажимах (полюсах) источников напряжения возникает разность потенциалов и через них протекает ток за счет электрохимических процессов или других сложных физических явлений. В физике их обобщенное действие характеризуют электродвижущей силой (ЭДС), измеряемой в вольтах. Источник тока выдает в цепь заданный ток и на его полюсах возникает напряжение. Для расчета электрических цепей необходимы модели источников сигнала. Простейшими из них являются идеальные источники. Идеальный источник напряжения – это источник, напряжение  на полюсах которого не зависит от протекающего через источник тока  .Графическое изображение идеального источника напряжения показано на рис. 1.3а в виде окружности со стрелкой, указывающей положительное направление ЭДС  . Рис. 1.3 На полюсах источника возникает напряжение  , которое при указанных положительных направлениях равно ЭДС, (1.10)Если изменить положительное направление ЭДС или напряжения (сделать их совпадающими), в формуле (1.10) появится знак минус. При подключении к источнику напряжения нагрузки (рис. 1.3) через нее протекает ток  . Свойства источника постоянного напряжения или тока описываются его вольтамперной характеристикой (ВАХ) – зависимостью тока от напряжения  . Идеальный источник напряжения с ЭДС, равной имеет вольтамперную характеристику, показанную на рис. 1.3б, при этом с неограниченным ростом тока отдаваемая в нагрузку мощность стремится к бесконечности. Если рассматривается источник переменного сигнала, то от тока не зависят все его параметры. Идеальный источник тока – это источник, который вырабатывает ток , не зависящий от напряжения  на его полюсах, его графическое изображение показано на рис. 1.4а в виде окружности, внутри которой указано положительное направление тока. При подключении нагрузки на полюсах источника возникает напряжение  с указанным положительным направлением. Рис. 1.4 На рис. 1.4б показана ВАХ идеального источника постоянного тока . И для этой модели с ростом напряжения мощность, отдаваемая источником в нагрузку, стремится к бесконечности. 1.4. Основы топологического описания цепи |