Схеми електричних ланцюгів

Електричні ланцюги бувають постійного й змінного струму. Їх, у свою чергу, розділяють на лінійні й нелінійні, нерозгалужені й розгалужені, прості й складні. Лінійними називають ланцюга, що містять лінійні елементи, а нелінійними – які мають один або більше нелінійних елементів. Нерозгалуженими називають ланцюги з послідовним з'єднанням елементів, а розгалуженими – із рівнобіжним (паралельним) або складним з'єднанням елементів. Простими називають ланцюги, у яких елементи з'єднані послідовно, паралельно або змішано. Складними – ланцюги, у яких з'єднання елементів відрізняється від послідовно-рівнобіжного з'єднання та мають декілька джерел живлення.

Для розрахунків електричні ланцюги зображують графічно у вигляді еквівалентних електричних схем заміщення, що показують з'єднання елементів і відображають властивості ланцюгів (рис. 1.2). У цих схемах споживачі зображуються у виді ідеалізованих елементів R, R₂, R₃…, R_n зосереджених на окремих ділянках ланцюга і еквівалентних дійсним, а джерела електричної енергії – у виді джерел напруги або джерел струму з внутрішнім опором R₀ . Кожну таку схему прийнято називати ідеалізованим ланцюгом або просто ланцюгом.

Електричні ланцюги і відповідно їхні схеми мають вітки (гілки), вузли й контури. Віткою називається частина ланцюга, утворена одним або декількома послідовно з'єднаними елементами, по яких протікає струм однакової сили. Вузлом називається місце з'єднання трьох і більшого числа віток. На схемах вузли зображаються точкою. Контуром називається будь-який замкнутий шлях, що проходить по декількох вітках. Розрізняють одноконтурні і багатоконтурні ланцюги й схеми. На рис. 1.2 показані вітки, вузли і контури.

При розрахунку електричних ланцюгів і аналізі процесів, що відбуваються в них, задаються умовними позитивними напрямками ЕРС і струмів в елементах ланцюга й напруги на їхніх затисках, позначаючи їх на схемах стрілками. Такі напрямки можна вибирати довільно. Якщо умовно обрані й дійсні напрямки ЕРС, струмів і напруги відповідно збігаються, то умовні напрямки зазначених величин обрані правильно.

Іноді умовні позитивні напрямки показують не стрілками, а подвійними індексами їхнього літерного позначення, наприклад, E₁₂, I_ав, U₁₂ – ці індекси повинні відповідати позначенням точок на схемі ланцюга, причому позитивним вважається напрямок від точки ланцюга, що відповідає першому індексові, до точки ланцюга, що відповідає другому індексові.

 

а) б)

 

Рис. 1.2 Схеми електричних ланцюгів:

а — проста; б — складна