Obwody elektryczne

OBWÓD ELEKTRYCZNY, zespół połączonych elektrycznie elementów, tworzących zamkniętą drogę dla prądu elektr.; podstawowymi wielkościami charakteryzującymi obwód elektryczny są: opór elektr., napięcie elektr. i natężenie prądu. Wielkości te są wzajemnie powiązane zależnością zw. prawem Ohma; rozpływ prądów i sumowanie się napięć w obwodzie elektrycznym określają prawa Kirchhoffa prawa te odgrywają podstawową rolę w analizie obwodów elektrycznych. Elementy wchodzące w skład obwodu elektrycznego dzieli się na czynne (źródła energii elektr., np. akumulatory, ogniwa elektr., prądnice) oraz bierne (rezystory, kondensatory, cewki itp). Elementy czynne charakteryzuje się zwykle 2 wielkościami: siłą elektromotoryczną E i oporem wewn. ρ. Obwody elektryczne zbudowane z elementów (rezystorów, cewek, kondensatorów), których długość jest b. mała w porównaniu z długością fali elektromagnet. odpowiadającej częstotliwości prądu w obwodzie, nazywa się obwodem o stałych skupionych. Gdy elementy składowe obwodu elektrycznego są rozłożone w sposób ciągły wzdłuż całego obwodu (ich długość jest współmierna z długością fali elektromagnet.), obwód elektryczny nazywa się obwodem o stałych rozłożonych. Przykładem takiego obwodu elektrycznego jest tzw. elektr. linia długa. Ponadto rozróżnia się: obwody elektryczne liniowe (linearne), dla których zależności między wielkościami charakteryzującymi obwód można przedstawić za pomocą równań różniczkowych liniowych o stałych współczynnikach, oraz obwody elektryczne nieliniowe (nielinearne), do których nie można stosować tego opisu, a także obwody niezmienne i zmienne w czasie, tj. takie, których parametry (opór, indukcyjność, pojemność) odpowiednio nie zależą bądź zależą od czasu. Właściwości obwodów elektrycznych zmiennych w czasie można opisać za pomocą równań różniczkowych (liniowych lub nieliniowych), których współczynniki są funkcjami czasu. Gdy współczynniki te są okresowymi funkcjami czasu, obwód nosi nazwę parametrycznego. W telekomunikacji duże znaczenie mają obwody elektryczne służące do wytwarzania drgań elektr. o określonej częstotliwości (rezonansowy obwód). W teorii obwodu elektrycznego wyróżnia się układy podstawowe, najważniejsze z nich to dwójniki elektryczne i czwórniki elektryczne. Przy rozwiązywaniu obwodu elektrycznego stosuje się b. często rachunek operatorowy, a zwł. przekształcenie (transformację) Laplace'a i przekształcenie Fouriera, oraz rachunek macierzowy. Pojęcie obwodu elektrycznego zostało sprecyzowane po raz pierwszy w pracach G.S. Ohma (w latach 20. XIX w.).