Электрическая цепь. Электрический ток. Напряжение

Общая электротехника и электроника.

Электрическая цепь – совокупность объектов и устройств, служащих для получения и преобразования электрической энергии, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электрическом токе, напряжении и ЭДС.

В общем случае, электрическая цепь состоит из источников, приемников электрической энергии и вспомогательных элементов.

В источниках электрической энергии какой-либо вид энергии преобразуется в электрическую энергию. В приемниках – обратное преобразование.

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.

Для количественной характеристики тока вводится понятие силы тока:

1. Это заряд, проходящий через некоторую поверхность в единицу времени.

2. Это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Единицей силы тока является ампер – основная единица. [i] = А.

Важное значение имеет направление тока. За направление тока принимается направление движения «+» зарядов (в сторону, противоположную движению «-» зарядов). Направление тока характеризует знак тока или наоборот.

Для того, чтобы задать знак тока, необходимо задать условно положительное направление тока. Если ток течет от точки 1 к точке 2, то i>0, если наоборот, то i<0.

В общем случае электрический ток является функцией времени, поэтому вводится понятие мгновенного значения тока, т. е. значения тока в данный момент времени.

Мгновенное значение тока (других величин) принято обозначать строчными буквами:

i – мгновенное значение тока; I – постоянный ток.

Постоянный электрический ток – ток, не изменяющийся ни по величине, ни по направлению.

Пульсирующий ток – ток, изменяющийся по величине, но не изменяющийся по направлению.

Переменный ток – ток, изменяющийся по величине и по направлению.

Напряжение на участке цепи – разность потенциалов на его концах. ; [U] = В.

Разность потенциалов (напряжение) – работа, которую совершают кулоновские силы по перемещению единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.

Напряжение – величина скалярная: U > 0 => φ1 > φ2, U < 0 => φ1 < φ2.

Для того, чтобы придать смысл знаку напряжения, вводится условно положительное направление напряжения. На схемах его обозначают стрелкой.

В электротехнике условно «+» направление тока всегда совпадает с условно «+» значением напряжения. i₁₂ = -i₂₁; U₁₂ = -U₂₁.