Параметры элементов электрической цепи

Любой элемент электрической цепи обладает свойствами поглощать электрическую энергию и преобразовывать ее в другой вид, создавать свои магнитное и электрическое поля и накапливать в них энергию. Для характеристики этих свойств служат понятия параметров элемента.

Параметр сопротивления R характеризует свойство элемента необратимо преобразовывать электрическую энергию в другие виды. Этот параметр является коэффициентом пропорциональности между мощностью преобразования электроэнергии Р и квадратом протекающего через элемент тока, т. е.

(1.4).

Параметр индуктивности L характеризует свойство элемента создавать свое собственное магнитное поле и накапливать в нем энергию при протекании через элемент тока. Этот параметр является коэффициентом пропорциональности между энергией W, накопленной в магнитном поле и квадратом тока, т. е.

(1.5).

Параметр емкости С характеризует свойство элемента создавать свое собственное электрическое поле и накапливать в нем энергию при протекании через элемент тока. Этот параметр является коэффициентом пропорциональности между энергией W, накопленной в электрическом поле и квадратом напряжения U, т. е.

(1.6).

В общем случае любой реальный элемент цепи обладает всеми тремя параметрами R, L и С. Однако встречаются устройства, работу которых приближенно можно характеризовать только одним параметром, например лампы накаливания можно характеризовать только сопротивлением.

Элементы цепи, обладающие только одним параметром, называются идеальными.

Источники электроэнергии характеризуются двумя параметрами: электродвижущей силой и внутренним сопротивлением.

Параметр ЭДС — Е характеризует способность источника создавать и поддерживать разность потенциалов на отдельных элементах цепи.

Прохождение тока по источнику сопровождается нагревом источника и потерей некоторой части энергии. Поэтому параметр внутреннего сопротивления r характеризует потери энергии внутри источника. В тех случаях, когда эти потери малы, внутреннее сопротивление не учитывают, а источник будет обладать только параметром Е и будет называться идеальным. На схемах идеальные элементы обозначаются следующими символами:

Рис. 1.1 Обозначение идеальных элементов:

а — резистивного; б — внутреннего сопротивления источника; в — индуктивного; г — емкостного; д — источника ЭДС постоянного тока; е — источника ЭДС переменного тока Элементы электрической цепи, работу которых можно охарактеризовать параметрами R, L и С, называются пассивными.

Элементы цепи, при работе которых в них самих возникает ЭДС, называются активными. К активным элементам относятся все источники электрической энергии, трансформаторы, двигатели, аккумуляторы. Для обозначения на схемах источников и приемников электрической энергии используют символы, представленные на рис. 1.2 и 1.3.

Рис. 1.2 Схемные обозначения источников электрической энергии:

а — аккумулятора; б — генератора постоянного тока; в — генератора однофазного переменного тока; г — трехфазного генератора Рис. 1.3 Схемные обозначения приемников электрической энергии: а — аккумулятора при зарядке; б — двигателя постоянного тока; в — лампы накаливания; г — электрической печи нагрева; д — трехфазного двигателя