Elektros grandinė

Šiam straipsniui ar jo daliai . Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami su šaltiniais.

Elektrine grandine laikoma tokių tarpusavyje sujungtų elementų visuma, kurioje vykstantys procesai apibūdinami srovės ir įtampos priklausomybėmis.

Elektrinės grandinės elementai skirstomi į aktyvinius ir pasyvinius. Pirmieji yra elektros energijos šaltiniai, o antrieji vartoja arba kaupia energiją.

Grandinės elementai

• Varžos elementas. Varžos elementu grandinių teorijoje vadinamas idealizuotas elementas, kurio įtampos ir srovės ryšys išreiškiamas Omo dėsniu.

• Induktyvumo elementas. Induktyvumo elementu grandinių teorijoje vadinamas idealizuotas elementas, apibūdinamas tokia srovės ir įtampos priklausomybe:

${\displaystyle u=L{\frac {di}{dt}}}$.

• Talpumo elementas. Talpumo elementu grandinių teorijoje vadinamas idealizuotas elementas, apibūdinamas tokia srovės ir įtampos priklausomybe:

${\displaystyle i=C{\frac {du}{dt}}}$.

• Įtampos šaltinis. Idealiu įtampos šaltinių grandinių teorijoje vadinamas toks aktyvinis grandinės elementas, kurio momentinės įtampos u kitimo dėsnis visiškai nepriklauso nuo tekančios srovės.

• Srovės šaltinis. Idealiu srovės šaltinių grandinių teorijoje vadinamas toks aktyvinis grandinės elementas, kurio momentinės srovės i kitimo dėsnis visiškai nepriklauso nuo įtampos.

Grandinių klasifikacija

• Elektrinė grandinė, nagrinėjama dviejų polių atžvilgiu, vadinama dvipoliu.
• Elektrinė grandinė, nagrinėjama keturių polių atžvilgiu, vadinama keturpoliu.
• Grandinės, kuriose varžos, talpos ir induktyvumo savybėmis pasižymi tik atskiri varžos, talpumo ir induktyvumo elementai, vadinamos sutelktųjų parametrų grandinėmis.
• Grandinės, kuriose kiekviena dalis turi talpumą, induktyvumą bei varžą. Jos vadinamos paskirstytųjų parametrų grandinėmis.
• Grandinės sudarytos iš tiesinų elementų, vadinamos tiesinėmis.
• Grandinės, kuriose yra bent vienas netiesinis elementas, vadinamos netiesinėmis.
• Grandinės, kuriose yra bent vienas parametrinis elementas, vadinamos parametrinėmis.
• Vien iš reaktyvinių elementų sudarytos grandinės vadinamos reaktyvinėmis.
• Grandinės, kuriose yra bent vienas varžos elementas, vadinamos grandinėmis su nuostoliais.

Elementai, kurių parametrai ar savybės nepriklauso nei nuo tekančios srovės, nei nuo veikiančios įtampos, vadinami tiesiniais. Ir priešingai: elementai, kurių parametrai priklauso nuo tekančios srovės ar veikiančios įtampos, vadinami netiesiniais. Yra tiesinių elementų, kurių parametrus galima keisti pagal pageidaujamą dėsnį, nepriklausomą nuo srovės ar įtampos. Jie vadinami parametriniais elementais.

Pagrindiniai grandinių dėsniai

• Omo dėsnis išreiškia srovės ir įtampos priklausomybę varžos elemente arba dvipolyje, sudarytame iš varžos elementų:

${\displaystyle u=Ri\,}$.

• Pirmasis Kirchhofo dėsnis taikomas grandinės išsišakojimo mazgams. Kadangi krūviai mazguose nesikaupia, į mazgą sutekančių srovių algebrinė suma lygi nuliui:

${\displaystyle \Sigma _{n}I_{n}=0}$

Sumuojant įtekančios ir ištekančios srovės turi būti su skirtingais ženklais.

• Antrasis Kirchhofo dėsnis taikomas bet kuriam šakotinės grandinės uždarajam kontūrui. Sąlyginai nurodžius atskirose grandinės dalyse srovės kryptį, pasirenkama teigiama kontūro apėjimo kryptis, t. y. srovės ir elektrovaros ta kryptimi teigiamos. Apeinant uždarą kontūrą ratu, potencialų skirtumas, algebrinė srovės stiprių ir varžų sandaugų atskirose uždarojo kontūro dalyse suma yra lygi tame kontūre esančių elektros šaltinių elektrovarų algebrinei sumai:

${\displaystyle \Sigma _{n}I_{n}R_{n}=\Sigma _{n}\varepsilon _{n}}$

Grandinės poveikiai ir charakteristikos

Elektrinėje grandinėje veikiančios šaltinių įtampos ar srovės vadinamos poveikiais, o poveikių sukeltos srovės grandinės šakose ar įtampos tarp mazgų vadinamos reakcijomis.

Elektrinių grandinių poveikiaiai gali būti skirstomi šitaip:

• Nuolatinis poveikis. Grandinėje veikia nuolatinės srovės ar įtampos šaltiniai. Nagrinėjamoji reakcija – nuolatinės šakų srovės ar įtampos tarp mazgų.
• Harmoninis poveikis. Grandinėje veikia harmoninės (sinusinės ar kosinusinės) srovės ar įtampos šaltiniai. Nagrinėjamoji reakcija yra harmoninės šakų srovės ar įtampos tarp mazgų.
• Periodinis neharmoninis poveikis. Grandinėje veikia periodinės neharmoninės srovės ar įtampos šaltiniai. Nagrinėjamoji reakcija yra periodinės šakų srovės ar įtampos tarp mazgų.
• Neperiodinis poveikis. Grandinėje veikia neperiodinės srovės ar įtampos šaltiniai. Neperiodiniai poveikiai apima labai plačią poveikių klasę.
• Atsitiktinis poveikis. Grandinėje veikia tokie srovės ar įtampos šaltiniai, kurių srovė ar įtampa neišreiškiama determinuotomis funkcijomis, o yra atsitiktinio pobūdžio.