Последовательное, параллельное и смешанное соединения элементов в электрических цепях

Соединения элементов в электрической цепи — это фундаментальные способы их физического и схемотехнического объединения для создания функционального устройства. Три вида, на которых держится вся схемотехника, — это последовательное, параллельное и смешанное (комбинированное) соединения. Краткая история: Математическое описание и формализация этих принципов стали возможны в XIX веке. Работы Георга Ома (Закон Ома, 1827 г.) и Густава … Читать далее

Линейные и нелинейные электрические цепи: определения, ВАХ, классификация

Линейная электрическая цепь — это фундаментальная модель в электротехнике, представляющая собой совокупность электрических устройств, параметры которых (сопротивление, индуктивность, емкость) остаются постоянными и не зависят от величин протекающих токов и приложенных напряжений. Ключевым свойством таких цепей является подчинение принципу суперпозиции (наложения). Нелинейная электрическая цепь — это цепь, в состав которой входит хотя бы один нелинейный элемент, … Читать далее

Схема замещения как модель для анализа электрической цепи

Схема замещения электрической цепи — это ее упрощенная графическая модель, которая используется для теоретического анализа и математического расчета электромагнитных процессов. Эта модель заменяет сложные физические компоненты (такие как аккумуляторы, провода, лампы) их идеализированными аналогами, обладающими конкретными электрическими свойствами (сопротивлением, ЭДС и т.д.). Исторически потребность в таких схемах возникла на рубеже XIX-XX веков, когда электрические системы … Читать далее

Электропроводность, сопротивление и проводимость: основы теории

Электропроводность — это фундаментальное свойство вещества, характеризующее его способность проводить электрический ток. Это явление возникает, когда под действием внешнего электрического поля в материале начинается упорядоченное движение свободных носителей заряда (например, электронов в металлах или ионов в электролитах). Количественное описание этих процессов стало возможным благодаря работам ученых XIX века. Георг Ом экспериментально установил закон, связывающий ток, … Читать далее

Электрический ток: определение, единицы измерения (Ампер), направление, плотность тока

Электрический ток — это одно из фундаментальных понятий в физике и электротехнике. В самом строгом определении, это явление, включающее как упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда, так и изменение во времени вектора электрического смещения (ток смещения, важный в теории электромагнитного поля). Для большинства практических применений и для первичного изучения используется более простое, но менее общее … Читать далее

Диэлектрическая проницаемость и поляризованность вещества

Диэлектрическая проницаемость – это основная физическая характеристика вещества, которая описывает его способность ослаблять внешнее электрическое поле. По сути, она показывает, во сколько раз сила взаимодействия между двумя зарядами в данной среде меньше, чем в вакууме. Эта величина является ключевой для понимания того, как материалы, известные как диэлектрики, реагируют на электрическое поле и накапливают электрическую энергию. … Читать далее

Связь электрического заряда и поля: Закон Кулона и Теорема Гаусса

Электрическое поле — основная форма материи, описывающая силовое взаимодействие между электрическими зарядами. Связь между источником (зарядом) и самим полем количественно выражается двумя ключевыми законами электростатики: Законом Кулона и Теоремой Гаусса. Закон Кулона определяет силу, действующую между двумя точечными зарядами, в то время как Теорема Гаусса предоставляет более общий метод для нахождения напряженности поля, связывая поток … Читать далее

Электрическая емкость конденсатора: Расчет, формулы, примеры

Электрическая емкость — это фундаментальная физическая характеристика, которая определяет способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд. По сути, она показывает, какой величины заряд необходимо сообщить телу, чтобы его электрический потенциал изменился на единицу. Понятие емкости было введено в науку в XVIII веке, во времена активного изучения электричества. Эксперименты с «лейденской банкой» — первым в … Читать далее

Электрическое напряжение, потенциал, разность потенциалов

Электрическое напряжение — это одно из фундаментальных понятий в физике и электротехнике. Если говорить просто, напряжение — это «давление» в электрической цепи, которое заставляет электрический заряд (ток) двигаться. Без напряжения не будет тока, точно так же, как вода не потечет по трубе, если нет разницы в давлении или высоте. Исторически концепция напряжения неразрывно связана с … Читать далее

Цепи с распределенными параметрами: Теория и уравнения

Электрическими цепями с распределенными параметрами называются такие цепи, в которых физические свойства — сопротивление, индуктивность, емкость и проводимость — нельзя считать сосредоточенными в отдельных точках (как в случае с резисторами или конденсаторами). Вместо этого они равномерно или неравномерно «распределены» по всей длине проводников. В таких цепях ток и напряжение являются функциями не только времени, но … Читать далее