Podręcznik

1.2. Podstawowe elementy obwodu elektrycznego

Za obwód elektryczny uważać będziemy takie połączenie elementów ze sobą, że istnieje możliwość przepływu prądu w tym połączeniu. Obwód jest odwzorowywany poprzez schemat połączeń elementów, na którym zaznaczone są symbole graficzne elementów oraz sposób ich połączenia ze sobą, tworzący określoną strukturę.

W strukturze obwodu elektrycznego poza elementami wyróżnić można gałęzie, węzły i oczka. Gałąź obwodu jest tworzona przez jeden lub kilka elementów połączonych ze sobą w określony sposób. Węzłem obwodu jest zacisk będący końcówką gałęzi, do którego można dołączyć następną gałąź lub kilka gałęzi. Gałąź obwodu tworzą elementy ograniczone dwoma węzłami. Oczko obwodu to zbiór gałęzi połączonych ze sobą, tworzących drogę zamkniętą dla prądu elektrycznego. Oczko ma tę właściwość, że po usunięciu dowolnej gałęzi ze zbioru pozostałe gałęzie nie tworzą drogi zamkniętej. W obwodzie o zadanej strukturze istnieje ściśle określona liczba węzłów, natomiast liczba oczek jest wprawdzie skończona ale bliżej nieokreślona.

Element jest częścią składową obwodu niepodzielną pod względem funkcjonalnym bez utraty swych cech charakterystycznych. Na elementy obwodu składają się źródła energii elektrycznej oraz elementy akumulujące energię lub rozpraszające ją. W każdym elemencie mogą zachodzić dwa lub nawet wszystkie trzy wymienione tu procesy, choć jeden z nich jest zwykle dominujący. Element jest idealny jeśli charakteryzuje go tylko jeden rodzaj procesu energetycznego.

Elementy posiadające zdolność akumulacji oraz rozpraszania energii tworzą klasę elementów pasywnych. Nie wytwarzają one energii a jedynie ją przetwarzają. Najważniejsze z nich to rezystor, kondensator oraz cewka. Elementy mające zdolność generacji energii nazywane są źródłami. Zaliczamy do nich niezależne źródło napięcia i prądu oraz źródła sterowane.

Każdy element obwodu może być opisany równaniami algebraicznymi lub różniczkowymi, wiążącymi prąd i napięcie na jego zaciskach. Element jest liniowy, jeśli równanie opisujące go jest liniowe. W przeciwnym wypadku element jest nieliniowy.