Структура електричних ланцюгів

Електричні ланцюги – сукупність пристроїв та об'єктів, що утворюють шлях електричному струму, електромагнітні процеси в яких можна описати за допомогою поняття про електрорушійну силу, струм і напругу.

Електричні ланцюги складаються з пристроїв для генерування електричної енергії, передачі її на відстань і перетворення в інші види енергії. Перші називають джерелами електричної енергії, другі – лініями електричного зв'язку, а треті – приймачами електричної енергії.

Джерела електричної енергії є перетворювачами енергії інших видів в електричну. До них відносяться: гальванічні і акумуляторні елементи, електромеханічні генератори, термопари, сонячні фотоелементи, магнітогідродинамічні генератори, паливні елементи та інші перетворювачі. Ці джерела здійснюють перетворення з ККД, меншим одиниці, і характеризуються електрорушійною силою, чи ЕРС Е, внутрішнім опором R_Вт, номінальним струмом І_ном. ЕРС є причиною, що збуджує електричний струм у замкнутому електричному ланцюзі. Одиницею ЕРС служить вольт (В). ЕРС можна вимірити вольтметром при відключенні від джерела електричної енергії всіх приймачів, тобто при відсутності струму в ньому.

Лінії електричного зв'язку, що передають електричну енергію на відстань, це лінії електропередачі, електричні мережі та інші пристрої, що при сталому режимі характеризуються їх опором.

Приймачі електричної енергії перетворюють електричну енергію в енергію іншого виду (механічну, теплову, хімічну, світлову і ін.) і являють собою електричні двигуни, електричні печі, електролізери, електроосвітлювальні прилади та інші споживачі.

Джерела електричної енергії, а також приймачі з властивою їм ЕРС (електричні двигуни, акумулятори в процесі заряду і ін.) є активними елементами, а лінії електричного зв'язку, сполучні проводи і приймачі без ЕРС (резистори, електричні печі, електроосвітлювальні прилади і ін.) – пасивними елементами. Резистор, що є пасивним елементом, призначений для використання його електричного опору в різних електричних ланцюгах.

Електричні ланцюги можуть складатися з будь-якого числа активних і пасивних елементів, що входять в окремі галузі, з'єднані між собою вузлами. У кожну гілку, що є ділянкою ланцюга з тим самим струмом, входить один чи декілько послідовно з'єднаних елементів, а в кожен вузол – місце з'єднання гілок – сходяться не менш трьох гілок (рис. 3.1).

Рис. 3.1 – Схема електричного ланцюга із шістьма гілками і трьома вузлами

Кожний замкнений шлях по декількох гілках електричного ланцюга називають контуром. В залежності від числа контурів електричні ланцюги можуть бути одноконтурними чи багатоконтурними, які у свою чергу можуть бути з одним чи з декількома джерелами електричної енергії.