Тема 1. Линейные элементы электрических цепей постоянного тока
- Генерирующие устройства
- Приемные устройства
- Режимы работы генерирующих устройств
Электрической цепью называется совокупность генерирующих, приемных и вспомогательных устройств, соединенных между собой электрическими проводами.
- Генерирующие устройства (источники электрической энергии) – преобразуют различные виды энергии в электрическую.
- Приемные устройства – преобразуют электрическую энергию в другие виды энергии.
Вспомогательные устройства служат для измерения, контроля и управления режимами работы электрической цепи.
При изучении, описании и анализе электрической цепи ее отдельные элементы представляются в виде условно-графического обозначения (УГО). Используя УГО, можно любую реальную электрическую цепь представить в виде схемы, которая называется схемой электрической цепи. Провода изображаются отрезками линий.
- § 1.1. Генерирующие устройства:
а) преобразующие механическую энергию в электрическую;
б) преобразующие химическую энергию в электрическую;
в) преобразующие тепловую энергию в электрическую;
г) преобразующие световую энергию в электрическую.
На зажимах источника в процессе преобразования неэлектрической энергии в электрическую за счет работы сторонних сил наводится электродвижущая сила ( ε) – ЭДС.
Если источник подключить к приемному устройству, то в цепи появится ток I, а на зажимах источника создается напряжение U. Зависимость напряжения на зажимах источника от его тока U(I) называется внешней характеристикой источника.
Для большинства постоянных источников эта внешняя характеристика может быть описана уравнением:
где Rвн – внутреннее сопротивление источника
или
где – ток короткого замыкания,
Gвн=1/Rвн – внутренняя проводимость источника.
Математической моделью реального источника является схема замещения, которая строится с помощью трех идеальных элементов:
– идеальный источник напряжения (ЭДС):
где ξ – параметр элемента;
– идеальный источник тока:
где J – параметр (ток источника);
– резистивный элемент (сопротивление):
где R – параметр.
С помощью этих элементов возможны две схемы замещения:
…………….
Схема 1 описывается уравнением (1), а схема 2 – уравнением (2).
Эти схемы будут эквивалентны между собой при соблюдении условий:
и
Если RвнI« ε, то есть Rвн ≈ 0, то его схема замещения может быть представлена идеальным источником напряжения.
Если RвнU« J, то есть Gвн ≈ 0, то его схема замещения может быть представлена идеальным источником тока.