Параметры элементов электрической цепи

Каждый элемент электрической цепи обладает свойствами по­глощать электрическую энергию из цепи и преобразовывать ее в другие виды энергии (необратимый процесс), создавать свои магнит­ное и электрическое поля, энергии которых могут накапливаться и при определенных условиях возвращаться обратно в цепь (обра­тимый процесс). Чтобы характеризовать эти свойства, вводят по­нятие параметров элемента.

Параметр сопротивления r характеризует свой­ство элемента поглощать энергию из электрической цепи и преобра­зовывать ее в другие виды энергии. Известно, что мощность (Р, р) преобразования электрической энергии пропорциональна квадра­ту тока (I₂, i₂), поэтому величина этого параметра определяется отно­шением r_= Р/I₂ для постоянного тока и r= p/i₂ для перемен­ного тока.

Свойства элемента цепи создавать собственное магнитное поле (поле самоиндукции), когда в нем имеется электрический ток, ха­рактеризуют параметром индуктивности L. Па­раметр индуктивности является коэффициентом пропорциональности между током (I, i) и потокосцеплением (ψ, ψ t) данного устройства: ψ (I)= LI или ψ t(i) = Li. Его называют коэффициентом самоиндукции и измеряют в Генри (Г).

Параметр взаимной индуктивности М ха­рактеризует свойство первого элемента с током i1 создавать магнит­ное поле, частично сцепляющееся с витками ω 2 второго элемента. Потокосцепление второго элемента (первый индекс), обуслов­ленное током i1 первого элемента (второй индекс), называют пото­косцеплением взаимоиндукции второго элемента: ψ ₂₁ = MI₂, или ψ ₂₁t = Mi₁.

Емкостный параметр C характеризует свойство эле­мента накапливать заряды или возбуждать ими электрическое поле. Этот параметр является коэффициентом пропорциональности между напряжением и зарядом элемента: q = СU, q = Си.

В общем случае любое реальное устройство обладает всеми тремя параметрами r, L и С.

Основное свойство источника электрической энер­гии характеризуют его электро­движущей силой. Величина Э. Д. С. (Е, е) равна той энергии, которую приобретает положительный заряд величиной в 1 Кл, перемещаясь под действием сторонних сил по источнику.

Элементы цепи, работу которых можно описать с помощью пара­метров г, L, М и С, называют пассивными.

Элементы цепи, для описания работы которых, кроме пассив­ных параметров, необходимо вводить Э. Д. С., называют актив­ными.

Элементы цепи, обладающие только одним параметром, называются идеальными.

Обозначения идеальных элементов: резистивного, индуктивного, емкостного, источника Э. Д. С. постоянного тока, источника Э. Д. С. изменя­ющегося тока