Электрические схемы. 
Основы теории цепей

Электрическая схема — графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов и способы их соединения. В дальнейшем, для краткости, мы часто будем отождествлять электрическую схему с электрической цепью.

По количеству источников ЭДС схемы могут быть с одной или несколькими ЭДС. На рис. 1.4 изображены цепи постоянного тока с одной и тремя ЭДС соответственно.

По конфигурации (топологии) схемы могут быть неразветвленными (последовательными, одноконтурными) и разветвленными (параллельными, смешанными, многоконтурными). При этом если по всем элементам цепи протекает один и тот же ток, то цепь неразветвленная (рис. 1.4, а); если же по разным элементам схемы протекают различные токи, то схема разветвленная (рис. 1.4, б).

В разветвленных схемах имеются ветви, узлы и контуры.

Ветвь — участок схемы с одним и тем же током. Ветвь может состоять из одного или нескольких последовательно соединенных элементов (конец первого элемента соединен с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д.). Например, в схеме по рис. 1.4, б три ветви: первая — с ЭДС Е_х и сопротивлением R_{, вторая — с /?₂, третья — с ?₃, /?₃, Е₂.

Рис. 1.4.

Узел — точка (место) соединения трех и более ветвей. Ветви, присоединенные к одной паре узлов, называются параллельными. Например, на рис. 1.4, б всего лишь два узла — 1, 2 и три параллельные ветви.

Контур — любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. При этом независимым является такой контур, в который входит хотя бы одна новая ветвь, не входящая в остальные контуры. Например, на рис. 1.4, б два независимых контура (I и II) и один зависимый (пунктир).

При анализе и синтезе электрических цепей зачастую пользуются понятиями «земля» и «заземление точки». При этом под землей понимают любую проводящую среду, в том числе Землю, по которой могут свободно распространяться электрические заряды или протекать токи. Заземление любой точки схемы, в том числе одного из полюсов источника питания, означает, что потенциал этой точки принят равным нулю (ф₃ = 0). При этом потенциал любой точки схемы, но отношению к заземленной точке (земле) равен напряжению между этой точкой и землей, поскольку ф = ф_А — Ф, =.

= ф _Л -() = [/.

Электрические цени и их элементы могут работать в режимах: номинальном, для которого они предназначены; холостого хода (ток в источнике электроэнергии или ее приемнике равен нулю); короткого замыкания (выводы источника электроэнергии или ее приемника замкнуты между собой, что отражено на рис. 1.4, а); переходном (при переходе цепи из одного установившегося состояния в другое, например при подключении участка цепи к источнику электропитания или отключении его от нее) и согласованном (при котором на нагрузке (приемнике) цепи выделяется максимальная мощность).