Obwód elektryczny

Obwodem elektrycznym określa się zespół odpowiednio połączonych elementów elektrycznych, przy czym sposób połączeń tworzy przynajmniej jedną drogę zamkniętą dla przepływu prądu elektrycznego. Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi tego rodzaju układy są: opór elektryczny, napięcie elektryczne i natężenie prądu. Pojęcie obwodu elektrycznego wprowadzone zostało po raz pierwszy w pracach Georga Ohma.

Schemat elektryczny

Schemat elektryczny jest graficznym odwzorowaniem połączeń takiego obwodu, zrealizowanym za pomocą standaryzowanych i ogólnie przyjętych symboli graficznych.

Budowa

W skład obwodu elektrycznego wchodzą: elementy aktywne (źródła napięciowe, prądowe), pasywne (odbiorniki) i pomocnicze (przewody, gniazda, wyłączniki, bezpieczniki itp.).

Łączenie elementów

Istnieją dwa podstawowe rodzaje połączeń elementów obwodu elektrycznego: szeregowe i równoległe. Złożone obwody charakteryzują się mieszanym rodzajem połączeń. Analiza tego rodzaju obwodów jest realizowana z wykorzystaniem praw Kirchhoffa. Wymienionym połączeniom podlegają wszystkie rodzaje elementów wchodzących w skład obwodu, zarówno odbiorniki, jak i źródła.

Podział

Podstawowym sposobem klasyfikacji obwodów jest ich podział ze względu na liniowość:

• obwody liniowe (wszystkie elementy obwodu spełniają prawo Ohma, które jest podstawowym prawem obwodów elektrycznych). Zależności między wielkościami określającymi tego typu obwody można przedstawić za pomocą liniowych równań różniczkowych o stałych współczynnikach, 
• obwody nieliniowe (dla niektórych elementów takich obwodów zależność prądów i napięć może mieć funkcję nieliniową).

Ze względu na rodzaje źródeł (okresowa zależność natężenia prądu od czasu) obwody elektryczne można podzielić na:

• obwody prądu stałego (wartości prądów nie zmieniają się w czasie),
• układy prądu przemiennego (np. układy prądu okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, cykliczny sposób, z określoną częstotliwością). Właściwości układów zmiennych w czasie charakteryzowane są za pomocą równań różniczkowych, których współczynniki są funkcjami czasu.

Obwody można podzielić także ze względu na zależności czasowo-napięciowe (informacja niesiona przez prąd): 

• obwody analogowe (wartości prądu i napięcia mogą przyjmować nieskończenie ciągłe przedziały wartości),
• obwody cyfrowe (napięcia mogą przyjmować jedynie określone poziomy wartości).

W obwodach elektrycznych można wyróżnić tzw. układy podstawowe, wśród nich znajdują się np. dwójniki i czwórniki elektryczne. 

Zachodzące procesy energetyczne

W obwodach elektrycznych zachodzą określone procesy energetyczne:

• wytwarzanie energii (zamiana określonego rodzaju energii, np. chemicznej, na energię elektryczną),
• akumulacja energii,
• rozpraszanie energii.

W rzeczywistych elementach układów elektronicznych zachodzi na ogół więcej niż jeden z wymienionych procesów, przy czym zawsze daje się wyróżnić określony proces dominujący.

Przy analizie obwodów elektrycznych wykorzystuje się bardzo często rachunek operatorowy, a zwłaszcza transformację Laplace’a i przekształcenie Fouriera, a także rachunek macierzowy.