Билет № 1.

1. Элементы электрических цепей. Необратимое потребление энергии осуществляется в резистивном элементе R. При согласованных направлениях отсчета тока и напряжения, указанных на рисунке, связь между ними выражается законом Ома: uR = Ri, где R — сопротивление элемента — параметр, определяющий интенсивность потребления энергии. Часто используется и обратное соотношение IR = Gu, где G = 1/R — проводимость элемента. Потребляемая резистором мощность и энергия положительны: Накопление энергии в магнитном поле осуществляется в индуктивном элементе L, в котором при протекании тока i, изменяющемся во времени, изменяется потокосцепление и наводится ЭДС ( ). Параметр L — индуктивность —определяет интенсивность накопления энергии. Для преодоления ЭДС e к зажимам элемента от внешних источников должно быть приложено напряжение .Индуктивный элемент потребляет энергию при положительных значениях , когда энергия магнитного поля возрастает , и отдает ее при . Процесс накопления энергии в электрическом поле осуществляется в емкостном элементе C, ток которого i = dq/dt определяется скоростью изменения заряда на обкладках элемента, связанного с напряжением между обкладками выражением q = CuC, где C — емкость элемента, определяющая интенсивность накопления энергии. Элемент потребляет энергию при и отдает ее при . 2. Эквивалентные схемы для источников энергии. Простейшая электрическая цепь и ее схема замещения, как указывалось, состоят из одного источника энергии с ЭДС Е и внутренним сопротивлением rвт и одного приемника с сопротивлением r . Ток во внешней по отношению к источнику энергии части цепи, т. е. в приемнике с сопротивлением r, принимается направленным от точки а с большим потенциалом к точке b с меньшим потенциалом . Направление тока будем обозначать на схеме стрелкой с просветом или указывать двумя индексами у буквы I, такими же, как и у соответствующих точек схемы. Так, для схемы рис. 1.3 ток в приемнике I = Iаb, где индексы а и b обозначают направление тока от точки а к точке b. Покажем, что источник энергии с известными ЭДС E и внутренним сопротивлением rвт, может быть представлен двумя основными схемами замещения (эквивалентными схемами). Как уже указывалось, с одной стороны, напряжение на выводах источника энергии меньше ЭДС на падение напряжения внутри источника: с другой стороны, напряжение на сопротивлении r Ввиду равенства из (1.5а) и (1.56) получается или В частности, при холостом ходе (разомкнутых выводах а и b) получается E=Uх, т. е. ЭДС равна напряжению холостого хода. При коротком замыкании (выводов а и b) ток Из (1.7 6) следует, что rвт источника энергии, так же как и сопротивление приемника, ограничивает ток. На схеме замещения можно показать элемент схемы с rвт, соединенным последовательно с элементом, обозначающим ЭДС E (рис. 1.7, а). Напряжение U зависит от тока приемника и равно разности между ЭДС E источника энергии и падением напряжения rвтI (1.6а). Схема источника энергии, показанная на рис. 1.7, а, называется первой схемой замещения или схемой с источником ЭДС. Если rвт<