Электри́ческая цепь — комплекс источников, приемников электрической энергии и соединяющих их проводов. В электрическую сеть могут входить выключатели, переключатели, предохранители, измерительные и контрольные приборы. В электрической цепи осуществляются передача, распределение, преобразование электрической (электромагнитной) энергии, связанные с наличием в цепи электрического тока, разности потенциалов, электродвижущей силы (эдс). В источниках осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в электрическую, приемники преобразуют электрическую энергию в тепловую или механическую. Режим электрической цепи характеризуется значениями токов и напряжений на всех участках. Связь между токами, эдс и напряжениями в электрической цепи описывается законами Кирхгофа. Основные элементы электрической цепи: резисторы, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую; катушки индуктивности, запасающие энергию в магнитных полях токов, проходящих в их обмотках; электрические конденсаторы, накапливающие энергию в электрических полях зарядов на обкладках.
Электрическая цепь называется цепью с сосредоточенными параметрами, если каждый из ее элементов может быть отнесен к одной точке цепи. Процессы в таких цепях описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями. Электрическая сеть называется цепью с распределенными параметрами, если необходимо учитывать геометрические размеры ее элементов. Такие цепи описываются дифференциальными уравнениями в частных производных.
Электрическая цепь называется линейной, если она состоит из элементов, у которых зависимость между током и напряжением, током и потокосцеплением, зарядом и напряжением линейная. В противном случае электрическая цепь называется нелинейной. Для линейных электрических цепей законы Кирхгофа записываются в виде системы линейных уравнений, в результате решения которой определяется режим работы цепи. В линейных электрических цепях справедлив принцип суперпозиции. Расчет нелинейных электрических цепей производится графическими или численными методами с использованием функций приближения и интерполирования.
Различают электрические цепи постоянного тока и электрические цепи переменного тока, среди последних наиболее распространены цепи гармонического тока. В них эдс и токи представляют собой синусоидальные функции времени одной частоты. При расчете режимов электрических цепей гармонического тока пользуются символическим методом. Большое распространение получили трехфазные цепи. Электрические цепи можно представить в виде соединения двухполюсников (источники, приемники электрической энергии), четырехполюсников (линии связи, усилители, трансформаторы), многополюсников (сумматоры, запоминающие устройства). Понятие электрических цепей применяют в электротехнике, радиотехнике, автоматике, бионике.
- Зевеке Г. В. и др. Основы теории цепей. М., 1975.
- Татур Г. А. Основы теории электрических цепей. М., 1980.
- Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники: электрические цепи. М., 1984.