Меню

Что такое пассивный ток

Активная и пассивная электрическая цепь

Электрическая схема является графическим изображением электрической цепи в виде символов. Схема является идеализированной цепью и выполняет роль расчетной модели, ее часто называют эквивалентной схемой замещения. В идеальном варианте она должна отображать реальную цепь.

Основные определения

Для характеристики процессов в электрических цепях используют понятия электродвижущей силы, тока и напряжения.

Электрические цепи, в которых с течением времени ток и напряжение остаются постоянными, называют цепями с постоянным током.

Главными элементами электрической цепи есть источники и приемники электроэнергии, соединенные проводниками.

В любой электрической цепи есть разные устройства, выполняющие определенные функции. Условно их классифицируют на:

  • источники электроэнергии;
  • приемники или потребители, трансформирующие электроэнергию в иные виды энергии;
  • провода, предназначенные для передачи электроэнергии.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Различают три типа соединения компонентов электрических цепей;

  • последовательное;
  • параллельное;
  • смешанное.

Устройства электрических цепей также делят на активные и пассивные. Рассмотрим их подробнее.

Активные элементы электроцепей

К активным элементам относятся источники электроэнергии.

Базовой характеристикой активных элементов есть их способность вырабатывать и отдавать электрическую энергию. Источники питания являются идеальными, когда в них практически отсутствует потеря электроэнергии, так как их сопротивление и проводимость являются бесконечными величинами.

Пассивные элементы электроцепей

К пассивным элементам относятся потребители и накопители электроэнергии. Выделяют многополюсную аппаратуру, функционирующую на основе двухполюсников. Активные элементы цепи могут существовать как в зависимом, так и в независимом положении.

Источники питания являются независимыми. Источники тока считаются совершенными элементами с независимым от напряжения на клеммах током и сопротивлением, стремящимся к бесконечности.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Зависимыми элементами являются такие элементы, в которых ток зависит от напряжения, и наоборот. Например, электрические лампы, транзисторы с линейными характеристиками.

К основным пассивным устройствам электрических цепей относят резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы. С помощью этих устройств происходит контроль основных параметров на отдельных участках цепи.

Резисторы считаются идеализированными элементами. Их основным свойством является способность необратимого рассеивания электрической энергии. Зависимость основных параметров резистора выражает закон Ома:

где \(R\) – сопротивление резистора, Ом,

\(G\) – проводимость резистора, См.

Индуктивность катушки является коэффициентом пропорциональности, а емкостные элементы накапливают электрическую энергию.

Линейная емкость определяется по следующей формуле:

Источник

Что такое пассивный ток

Элементы электроцепей могут быть соединены в схемах за счет различных способов. Для каждого из них существуют некоторые закономерности, установленные такими учеными, как Ом и Кирхгоф.

Графическое изображение реальной электроцепи условными символами считается электрической схемой. Она, в свою очередь, считается идеализированной цепью, служащей в качестве расчетной модели реальной цепи и иногда называемой эквивалентной схемой замещения. Она по возможности должна отображать реальные процессы, осуществляемые в действительности.

Понятие электрической цепи и ее элементов

Электрической цепью считается комплекс электротехнических устройств, образующих путь к прохождению электротока и ориентированных на передачу, распределение и взаимное преобразование электрической и иных разновидностей энергии.

Готовые работы на аналогичную тему

Электромагнитные процессы, протекающие в устройствах электроцепи, могут описать такие понятия, как электродвижущая сила, напряжение и ток.

Электрические цепи называют цепями постоянного тока, когда в них получение электрической энергии, а также её передача и преобразование осуществляются при условии неизменности во времени тока и напряжения.

Базовыми элементами электрической цепи будут являться источники и приемники электроэнергии, которые соединяют между собой провода.

Каждая электроцепь включает в себя разнообразные устройства и объекты, отвечающие за формирование путей для прохождения электрического тока. Условным образом все элементы электроцепи разделяются на три составные части:

  • источники питания, вырабатывающие электроэнергию;
  • элементы, преобразующие электричество в прочие виды энергии (приемники);
  • передающие устройства (провода и иные установки, отвечающие за обеспечение качества и уровня напряжения).

В электроцепях соединение потребителей может быть комбинированным, последовательным, параллельным.

Активные элементы электрической цепи

Элементы в составе электрических цепей существуют в формате активности и пассивности. В качестве активных считаются источники электроэнергии.

Источники, подобно всем остальным элементам электрической цепи, могут характеризоваться как линейные и нелинейные. Линейным свойственна линейная внешняя характеристика. При условии постоянства напряжения на выходе источника и его независимости от тока в нагрузке, такой источник называют источником ЭДС.

Читайте также:  Токи коммутации область применения

Базовым признаком активных составляющих выступает их способность отдачи электрической энергии. Источники тока и ЭДС называют идеальными для электрической энергии, что обусловлено отсутствием потерь энергии в них, поскольку их проводимость и сопротивление считаются бесконечными:

В ситуации, когда потери электроэнергии внутри источника не компенсируются, ему свойственна наклонная внешняя характеристика. Такие источники будут называться реальными.

Пассивные элементы электрической цепи

Пассивными элементами считают разновидности потребителей и накопителей электроэнергии. Существует многополюсная аппаратура, чье функционирование основано на базе двухполюсных элементов. Все активные элементы электроцепи могут существовать как в независимом, так и в зависимом формате.

К первой категории относят источники тока и напряжения (идеализированный элемент в цепи с нулевым значением внутреннего сопротивления). Источник тока также представляет собой совершенный элемент с независимостью тока от напряжения на зажимах, со стремлением значения внутреннего сопротивления к бесконечности.

Зависимые источники напряжения и тока такими считаются при условии зависимости указанных величин от параметров напряжения и тока на ином участке цепи. Типичными представителями выступают электролампы и транзисторы, чье функционирование происходит в режиме линейности.

Главные пассивные элементы электроцепи представляют резисторы, индуктивные катушки и конденсаторы, с помощью которых осуществляется регулирование параметров тока и напряжения на отдельно взятых участках.

Резистивное сопротивление относят к идеализированным элементам в цепи. Его базовым свойством считают необратимое энергетическое рассеивание. Зависимость напряжения и тока резистивного сопротивления выражают формулы:

При этом $R$ представляет сопротивление (измеряется в Омах), а $G$ выступает проводимостью (единица измерения – сименсы). Данные величины будут соотноситься в формуле:

Индуктивность считают еще и коэффициентом пропорциональности. Ёмкостные элементы (то есть конденсаторы) обладают свойством накопления энергии электрического поля. Показатель линейной емкости является линейной зависимостью между зарядом и напряжением, выраженной формулой:

Источник



Элементы электрической цепи

Каждая электрическая цепь включает в себя различные устройства и объекты, создающие пути для прохождения электрического тока. Для описания электромагнитных процессов, происходящих в каждом из них, применяются такие понятия, как электродвижущая сила, ток и напряжение.

Условно все элементы электрической цепи разделяются на три составные части:

  • Первая представлена источниками питания, вырабатывающими электроэнергию.
  • Вторая – элементами, преобразующими электричество в другие виды энергии. Они больше известны, как приемники.
  • Третья часть состоит из передающих устройств – проводов и других установок, обеспечивающих уровень и качество напряжения.
  1. Схемы электрических цепей
  2. Активные и пассивные элементы электрической цепи
  3. Условные обозначения элементов электрической цепи
  4. Трехфазные электрические цепи

Схемы электрических цепей

Элементы электрической цепи

Элементы электрических цепей могут соединяться в схемах различными способами. Для каждого из них существуют определенные закономерности, установленные и сформулированные учеными Омом и Кирхгофом. Соединение потребителей в электрических цепях может быть последовательным, параллельным и комбинированным.

Последовательное соединение. В этом случае с увеличением количества потребителей, происходит рост общего сопротивления цепи. Отсюда следует, что значение общего сопротивления будет состоять из суммы сопротивлений каждой подключенной нагрузки. Поскольку на всех участках цепи проходит одинаковый ток, в связи с этим на каждый элемент распределяется только часть общего напряжения. Если какой-либо прибор или устройство перестает работать, наступает разрыв цепи. То есть, при выходе из строя хотя бы одной лампочки, остальные тоже не будут работать, как это случается, например, в елочных гирляндах. Однако в последовательную цепь можно включить большое количество элементов, каждый из которых рассчитан на значительно меньшее сетевое напряжение.

Параллельное соединение. В этом случае к двум точкам электрической цепи подключается сразу несколько потребителей. Напряжение на каждом участке будет равно напряжению, приложенному к каждой узловой точке.

На представленной схеме хорошо просматривается возможность протекания тока различными путями. Ток, притекающий к месту разветвления, далее проходит к двум нагрузкам, имеющим определенное сопротивление. В результате, он оказывается равным сумме токов, расходящихся от данной точки. Происходит снижение общего сопротивления цепи с увеличением ее общей проводимости, состоящей из проводимостей обеих ветвей. Соединение обеспечивает независимую работу потребителей. То есть, при выходе из строя одного из них, остальные будут нормально работать, поскольку цепь остается не разорванной.

Комбинированное соединение. На практике большинство приборов могут включаться в цепь сразу обоими способами – последовательно и параллельно. Поэтому такие соединения получили название комбинированных. Например, выключатели и вся автоматическая защитная аппаратура соединяется последовательно, обеспечивая тем самым разрыв цепи. Розетки или лампочки, наоборот, всегда включаются параллельно, чтобы исключить их взаимодействие между собой.

Читайте также:  Время затухания ударного тока

Применение такого подключения вызвано еще и различным энергопотреблением бытовых электроприборов. При постоянном напряжении их сопротивления также будут различаться между собой. Таким образом, за счет комбинированного подключения удается равномерно распределить нагрузку на линиях и не допустить перегрузок на отдельных участках цепи.

Активные и пассивные элементы электрической цепи

Элементы, входящие в состав электрических цепей, могут быть активными и пассивными. Основным признаком активных составляющих, считается их способность отдавать электроэнергию. Типичными представителями являются генераторы и другие источники электроэнергии, усилители электрических сигналов и другие. Пассивными элементами считаются различные виды потребителей и накопителей электрической энергии. К ним относятся конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и другие двухполюсные устройства. Существует многополюсная аппаратура, функционирующая на базе двухполюсных элементов.

Все активные элементы электрической цепи могут быть независимыми и зависимыми. В первую категорию входят источники напряжения и тока. В свою очередь, источник напряжения считается идеализированным элементом цепи, у которого напряжение на зажимах не зависит от протекающего через него электрического тока, а внутреннее сопротивление имеет нулевое значение. Источник тока также является безупречным элементом, у которого ток не зависит от напряжения на зажимах, а значение внутреннего сопротивления стремится к бесконечности.

Зависимые источники напряжения и тока именуются таковыми, когда эти величины зависят от параметров напряжения и тока на другом участке цепи. Типичными представителями являются электролампы, транзисторы, усилители, функционирующие в линейном режиме. Основные пассивные элементы электрической цепи представлены резисторами, индуктивными катушками и конденсаторами, с помощью которых регулируются параметры тока и напряжения на отдельных участках.

Резистивное сопротивление относится к идеализированным элементам цепи. Его основным свойством является необратимое рассеивание энергии. Зависимость напряжения и тока резистивного сопротивления выражается формулами: u = iR, i = Gu, в которых R является сопротивлением, измеряемым в Омах, а G – проводимостью, измеряемой в сименсах. Соотношение этих величин между собой выражено формулой R = 1/G.

Идеализированные индуктивные элементы цепи способны накапливать энергию магнитного поля. Основным параметром считается линейная индуктивность, находящаяся в линейной зависимости между магнитным потоком и током, графически представляющая собой вебер-амперную черту. Индуктивность является также и коэффициентом пропорциональности, измеряемом в Генри.

Ёмкостные элементы – конденсаторы обладают свойством накапливать энергию электрического поля. Показатель линейной емкости представляет собой линейную зависимость между зарядом и напряжением, выраженной формулой q = Cu.

Условные обозначения элементов электрической цепи

Для удобства анализа и расчетов электрических цепей, все их составляющие отображаются в виде специальных схем. Данные схемы состоят из условных обозначений используемых элементов и способов их соединения. Условные обозначения в странах СНГ могут отличаться от символики, принятой в других государствах, соответственно, будут различаться и сами схемы, поскольку использовались различные системы графических маркировок.

Все элементы на схемах условно разделяются на три группы:

  1. К первой относятся источники питания, преобразующие другие виды энергии в электрическую. В этом случае они считаются первичными. Ко вторичным источникам относятся, например, выпрямительные устройства, у которых электроэнергия имеется на входе и на выходе.
  2. Вторая группа представлена потребителями энергии, преобразующими электрический ток в тепло, освещение, движение и т.д.
  3. В третью группу входят управляющие элементы, без которых невозможна работа любой цепи. Сюда входят соединительные провода, коммутационная аппаратура, измерительные приборы и другие устройства аналогичного назначения.

Все эти составляющие охвачены единым электромагнитным процессом, поэтому они включаются в общую схему с использованием специальных условных знаков. Следует учитывать, что вспомогательные элементы могут не указываться на схемах. Не указываются и соединительные провода, если их сопротивление значительно ниже, чем у составных элементов. Источники питания обозначаются в виде электродвижущей силы. При необходимости проставляются пояснительные надписи.

Трехфазные электрические цепи

Любая трехфазная система состоит из трех отдельных электрических цепей, в каждой из которых действует синусоидальная электродвижущая сила с одинаковой частотой, создаваемая одним и тем же источником энергии. Необходимая энергия обычно создается трехфазным генератором. Между цепями образуется сдвиг на 120 градусов.

Основным преимуществом трехфазной цепи считается ее уравновешенность. Она заключается в суммарной мгновенной мощности, принимающей постоянную величину на все время действия ЭДС. В самом трехфазном генераторе существует три самостоятельные обмотки, сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов, так же как и начальные фазы электродвижущей силы.

Читайте также:  Типовые кривые для расчета тока кз

Если для соединения каждой фазы использовать отдельный провод, то в конечном итоге это привело бы к созданию несвязной системы из шести проводников. Прежде всего, это невыгодно с точки зрения экономии, поскольку получается значительный перерасход материалов. Поэтому были разработаны наиболее оптимальные связанные системы соединения трехфазных электрических цепей.

Одним из таких способов является соединение звездой, когда все три фазы обмоток соединяются в общей нулевой точке. Таким образом, получается трех- или четырехпроводная система. В последнем варианте предполагается использование нулевого провода. Он может не применяться при наличии симметричной системы, с одинаковыми токами фаз. Однако в случае несимметричной нагрузки с разницей фазных токов, в нулевом проводе создается ток, равный сумме векторов этих фазных токов. При выходе из строя одной из фаз, нулевой провод может заменить ее и предотвратить аварийную ситуацию в трехфазной цепи. Однако в этом качестве его можно использовать лишь кратковременно, поскольку данный провод рассчитан на более низкие нагрузки, по сравнению с фазами.

Другой способ – соединение треугольником, когда конец одной обмотки соединяется с началом другой, образуя, таким образом, замкнутый контур. Каждая фаза находится под линейным напряжением, равным фазному напряжению. Однако фазный ток будет отличаться от линейного в меньшую сторону в 1,72 раза.

Схема электрической цепи

Буквенные обозначения элементов на электрических схемах

Источник

Пассивные элементы цепей и их характеристики

Основные понятия электромагнитного поля.

Электромагнитное поле – это вид материи, оказывающий на заряженные частицы силовое воздействие и определяемый во всех точках двумя парами векторных величин, которые характеризуют две его стороны – электрическое и магнитное поля.

Электрическое поле – это составляющая ЭМП, которая характеризуется воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и не зависящей от ее скорости.

Магнитное поле – это составляющая ЭМП, которая характеризуется воздействием на движущуюся частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и ее скорости.

Элементарный электрический заряд — это свойство элементарной частицы, характеризующее их взаимосвязь с внешним и собственным электромагнитными полями.

Напряженность электрического поля– это векторная величина, характеризующая электрическое поле и равная силе F, действующей на единичный пробный заряд q, расположенный в произвольной точке поля:

Магнитная индукция –это векторная величина В, характеризующая магнитное поле, направленная по вектору n и определяющее силу которая действует на движущуюся заряженную частицу: Fм=q[v,B]

Электрический ток –это направленное движение электрических зарядов, он определяется как скорость изменения заряда q за промежуток времениt:

Электрический потенциал –эта работа, которую нужно выполнить, чтобы перенести единицу заряда из данной точки в некоторую бесконечную точку, где электрическое после отсутствует.

Электродвижущая сила – возникает в процессе преобразования различных видов и форм энергии в электрическую и определяется интегралом от напряженности стороннего электрического поля.

Пассивные элементы цепей и их характеристики

Электрическая цепь –это совокупность элементов и устройств, образующих путь для прохождения электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий электродвижущей силы, напряжения и тока.

Электрическая схема – это графическое отображение электрической цепи с использованием идеализированных элементов. (источников питания, резисторов и т.п).

Пассивный элемент – это элемент электрической цепи, который не способен генерировать электрическую энергию. Есть 3 основных пассивных элемента: резистор, катушка индуктивности, конденсатор.

Резистор – это элемент электрической цепи, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую. Параметром, характеризующим основное свойство резистора, является сопротивление R (Ом) . Идеализированный резистор обладает только этим параметром. Величина обратная сопротивлению – проводимость G (См).

Катушка индуктивности – это элемент электрической цепи, в котором накапливается энергия магнитного поля. Параметром, характеризующим это свойство катушка, является индуктивность – скалярная величина, равная отношению потокосцепления катушки к току в ней, (Гн):

Потокосцепление – это сумма магнитных потоков, создаваемых током катушки и сцепленных с ним витками.

Конденсатор –элемент электрической цепи, запасающий электрическую энергию. Параметром, характеризующим это свойство конденсатора, является электрическая ёмкость – величина, равная отношению заряда на конденсаторе к напряжению на нем, Ф:

Источник