Активные элементы цепи – » :

Пассивные и активные элементы электрических цепей

Элементом электрической цепи именуют идеализированное устройство, отображающее какое-либо из параметров реальной электрической цепи. Электрические цепи, в которых характеристики всех частей не зависят от величины и направлений токов и напряжений, т.е. графики вольт-амперных черт (ВАХ) частей являются прямыми линиями, именуются линейными. Соответственно такие элементы именуются линейными.
Когда характеристики частей электрической цепи значительно зависят от тока либо напряжения, т.е. графики ВАХ этих частей имеют криволинейный вид, то такие элементы именуют нелинейными.
Если электрическая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент, то она является нелинейной электрической цепью.

В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы. 1-ые заносят энергию в электрическую цепь, а 2-ые ее потребляют.

Пассивные элементы электрических цепей

Резистивным сопротивлением именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством необратимого рассеивания энергии. Графическое изображение этого элемента и его вольт-амперная черта показана на рисунке (а — нелинейное сопротивление, б -линейное сопротивление).

Напряжение и ток на резистивном сопротивлении связаны меж собой зависимостями: u = iR, i = Gu. Коэффициенты пропорциональности R и G в этих формулах именуются соответственно сопротивлением и проводимостью и измеряются в омах [Ом] и сименсах [См]. R = 1/G.

Индуктивным элементом именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством скопления им энергии магнитного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная индуктивность характеризуется линейной зависимостью меж потокосцеплением ψ и током i, именуемой вебер-амперной чертой ψ = Li. Напряжение и ток связаны соотношением u = dψ/dt = L(di/dt)

Коэффициент пропорциональности L в формуле и именуется индуктивностью и измеряется в генри (Гн).

Емкостным элементом (емкостью) именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством накапливания энергии электронного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке. (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная емкость характеризуется линейной зависимостью меж зарядом и напряжением, именуемой кулон-вольтовой чертой q = Cu

Напряжение и ток емкости связаны соотношениями i = dq/dt =C(du/dt).

Активные элементы электрических цепей

Активными именуются элементы цепи, которые отдают энергию в цепь, т.е. источники энергии. Есть независящие и зависимые источники. Независящие источники: источник напряжения и источник тока.

Источник напряжения — идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не находится в зависимости от протекающего через него тока.

Внутреннее сопротивление безупречного источника напряжения равно нулю.

Источник тока – это идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не находится в зависимости от напряжения на его зажимах.

Внутреннее сопротивление безупречного источника тока равно бесконечности.

Источники напряжения (тока) именуются зависимыми (управляемыми), если величина напряжения (тока) источника находится в зависимости от напряжения либо тока другого участка цепи. Зависимыми источниками моделируются электрические лампы, транзисторы, усилители, работающие в линейном режиме.

Различают четыре типа зависимых источников.

1. ИНУН – источник напряжения, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, μ – коэффициент усиления напряжения

2. ИНУТ — источник напряжения, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, γн – передаточное сопротивление

3. ИТУТ – источник тока, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, β — коэффициент усиления тока

4. ИТУН – источник тока, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, S — крутизна (передаточная проводимость)

elektrica.info

Элементы электрической цепи

Активными элементами являются источники электрической энергии. Они подразделяются на источники напряжения – условное обозначение на рисунке.

Пассивные элементы – элементы, которые не являются источниками электрической энергии. Они делятся на диссипативные и реактивные.

Диссипативные элементы

– элементы, осуществляющие диссипацию (dissipatiоn – рассеивание) электрической энергии. Элементы с такими свойствами осуществляют преобразование электрической энергии в тепловую. Такими элементами являются резисторы. Они характеризуются электрическим сопротивлением, которое измеряется в омах (Ом). Их условное обозначение показано на рис. 1.2.

Реактивные элементы – элементы, способные накапливать электрическую энергию и отдавать ее либо источнику, от которого эта энергия была получена, либо передавать другому элементу. В любом случае этот элемент не превращает электрическую энергию в тепловую. Такими элементами являются катушка индуктивности и конденсатор. На рис. 1.3 показано условное обозначение этих реактивных элементов.

Электрической цепью называется такое соединение электрических элементов, при котором под воздействием источника электрической энергии в элементах протекает электрический ток.

Узел – точка соединения трех и более элементов.

Ветвь – участок цепи, содержащий хотя бы один элемент и находящийся между двумя ближайшими узлами.

Контур – замкнутая часть электрической цепи.

Перемычка – это электрический проводник с нулевым сопротивлением, подсоединенный своими концами к различным двум точкам схемы.

Классификация электрической цепи осуществляется по следующим признакам:

– наличие или отсутствие в цепи источника электрической энергии;

– наличие или отсутствие в цепи диссипативных элементов;

– в зависимости от характера вольтамперных характеристик электрических элементов;

– в зависимости от количества выводов электрической цепи.

Пассивной цепью называется цепь, не содержащая источника электрической энергии. В такой цепи присутствуют только диссипативные и реактивные элементы.

Активной цепью называется цепь, содержащая хотя бы один источник электрической энергии. К активным цепям относятся цепи, содержащие и усилительные элементы – транзисторы и электронные лампы, т. к. в их схемы замещения входят источники электрической энергии.

Все пассивные и активные цепи, в свою очередь, подразделяются на реактивные и диссипативные.

Реактивной цепью называется цепь, содержащая только реактивные элементы. В таких цепях нет диссипативных элементов, а реактивные элементы считают идеальными.

Диссипативной цепью называется цепь, содержащая хотя бы один диссипативный элемент. Это может быть резистор или реальный реактивный элемент. Очевидно, что в действительности все цепи диссипативные. Однако часто диссипативные составляющие в реактивных элементах очень малы и ими можно пренебрегать. Тем не менее, необходимо каждый раз это оценивать и оговаривать.

Наконец, все названные типы цепей в зависимости от вида вольтамперных характеристик элементов подразделяются на линейные и нелинейные.

Линейной электрической цепью называется цепь, содержащая только элементы с линейной вольтамперной характеристикой.

Нелинейной электрической цепью называется цепь, содержащая хотя бы один элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой.

studfiles.net

Элементы электрической цепи (активные, пассивные)


Стр 1 из 5Следующая ⇒

Элементы электрической цепи (активные, пассивные)

Эл. цепью наз. совокупность устройств, предназначенных для прохождения тока

и описываемых с помощью понятий тока и напряжения

Пассивные элементы.Резистивным сопротивлением наз. идеализированный элемент,

обладающий только свойством необратимого рассеивания энергии.

Количественной характеристикой: Сопротивление R Ом, проводимость (G=1/R, См)

Математическая модель, описывающая св-ва резистивного сопротивления,

определяется з-ном Ома: Ур-ие определяет зав-сть

напряжения от тока, наз. вольт-амперной х-кой (ВАХ).

Если R постоянно, то ВАХ линейна, если R зав-ит от напряжения и тока, то ВАX нелинейное

Мощность в резистивном сопротивлении:

Индуктивным эл-ом наз. идеализированный эл-т эл. цепи,

обладающий только св-вом накопления им энергии магнитного поля.

Математическая модель, описывающая св-ва индуктивного элемента

определяется соотношением где - потокосцепление

Количественная х-ка: индуктивность(положитеьлное).

Если L=сonst, зав0ость ВАХ линейная, если зав-ит от тока и напряжения- нелинейная

мгновенная мощность:

емкостным эл-от наз. идеализированный эл-т эл цепи,

обладающий только св-вом накапливать энергию эл поля.

Математическая модель, описывающая св-ва емкостного эл-та, опред-ся ВАХ:

Количественная х-ка: емкость (С)(положительна)

Если С=сonst, зав-ость ВАХ линейная, если зав-ит от тока и напряжения- нелинейная

Мощность:

 

Активные эл-ты:завис-ые и незав-ые источники эл энергии

Независимым источником напряжения наз. идеализированный двухполюсный Эл-т,

напряжение на зажимах к-ого не зав-ит от протекающего через него тока.

Х-ся своим задающим напряжением Uг, или ЭДС ег

ВАХ – прямая, параллельная оси токов

Независимым источником тока наз идеализированный двухполюсный эл-т,

ток к-ого не зав-ит от напряжения на его зажимах

Х-ся своим заданный током iг

ВАх- прямая, параллельная оси напряжения

Зависимый источник- четырехполюсный эл-т с 2-мя парами зажимов- входных и выходных

Зависимые источники: источник напряжения, управляемый напряжением; источник тока,

управляемый напряжением; источник напряжения, управляемый током; источник тока, управляемый током.

Законы Кирхгофа. Закон Ома

1-ый з-н Кирхгофа(з-н токов): алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в одном узле эл цепи,

равна нулю , где m число ветвей, сходящихся в узле

Число независимых ур-ий =nу-1

2-ой з-н Кирхгофа(з-н напряжений): алгебраическая сумма напряжений ветвей

в любом контуре равна нулю

2-ой з-н Кирхгофа: (для падении янапряжений):

алгебраическая сумма падений напряжений на Эл-ах в замкнутом

контуре= алгебраической сумме ЭДС, действующих в данном контуре:

Число Ур-ий = nв-nу+1-nит

З-н Ома:

 

 

3. Преобразование эл схем

Последовательное соединение эл-ов: через эл-ты протекает один и тот же ток

Напряжение приложенной ко всей цепи

Для послед-ых соединений резистивных Эл-ов

Для послед-ых соединенй индуктивных Эл-ов

Для послед-ых соединенй емкостных Эл-ов

Параллельное соединение элементов: к Эл-м приложено одно и

то же напряжение Для параллельго соед-ия резиствных эл-ов:

Для параллельго соед-ия емкостных эл-ов:

Для параллельго соед-ия резиствных эл-ов:

 

Преобразование источника напряжения с параметрами Uг и Rг

в эквивалентный источник Iг Gг, или наоборот:

Принцип наложения

Принцип наложения: Реакция линейной цепи на сумму воздействий равна сумме реакций

от каждого воздействия в отдельности.

Напряжения и токи источников – воздействия, а напряжения и токи на эл-ах – реакции

Исп-ся: для нахождения р-ции в линейной цепи, находящейся как

под воздействием неск-их источников, так и при сложном произвольном воздействии одного источника

Линейная цепь с нес-кими источниками: результирующая р-ция в соотв-ии с принципом наложения

где n – общее число источников

Если в лин цепи приложено напряжение сложной формы,

применение принципа наложения позволяет после разложения этого воздействия на сумму

простейших найти р-цию цепи на каждое из них в отдельности с последующим наложением рез-ов

МКТ

Основан на 2-ом з-не Кирхгофа.

МКТ позволяет снизить число решаемых уравнений до числа независимых контуров,

определяемых равенством = nв-nу+1-nит

Каноническая форму записи ур-ий по МКТ: если цепь содержит к- независимых контуров:

- собственные сопротивления

МУП

Основывается на 1-ом з-не Кирхгофа и з-не Ома

Число ур-ий nу-1

 

Метод двух узлов

 

Для цепей, имеющих только два узла 1 и 2.

План анализа:

1. Произвольно выбрать направления всех токов в ветвях на исходной схеме.

2. Вычислить узловое напряжение, направленное от узла 1 к узлу 2.

 

МЭГ

В соответствие с т Тевенина и Нортона задающее напряжение генератора

определяется как напряжение хх на разомкнутых зажимах активного

2-х-полюсника Uг=Uхх , а задающий ток- как ток кз Iг=Iкз .

внутреннее R активного 2-х-полюсника или его проводимость Gг

находятся как эквивалентные входные сопротивления или проводимость

отн-но разомкнутых зажимов пассивного 2-х-полюсника,

к-ый получается после исключения из схемы всех источников напряжения и тока.

При этом идеальные источники напряжения закорачиваются,

а токи- размыкаются; реальные источники

заменяются своими внутренними сопротивлениями или проводимостями.

или

Индуктивно связанные цепи

: изучение методов расчета электрических цепей с взаимной индуктивностью.

 

10.1 Индуктивно связанные элементы цепи

Два элемента индуктивно связаны, если изменение тока в одном элементе приводит к появлению э.д.с. в другом элементе. Возникающая э.д.с. называется э.д.с. взаимной индукции (рисунок 10.1,а,б).

а) б)

Рисунок 10.1

 

При наличии тока i1 в первой катушке, витки первой катушки сцеплены с магнитным потоком самоиндукции Ф11, а витки второй катушки сцеплены с

магнитным потоком взаимной индукции Ф21. (рисунок 10.1).

Потокосцепления самоиндукции и взаимной индукции первой и второй катушек ,

где w1,w2- число витков первой и второй катушек. При наличии тока i2 во второй катушке, витки второй катушки сцеплены с магнитным потоком самоиндукции Ф22, а витки первой катушки сцеплены с магнитным потоком взаимной индукции Ф12. Потокосцепления самоиндукции и взаимной индукции второй и первой катушек: ; , где w1,w2- число витков первой и второй катушек. Индуктивность первой и второй катушек и их взаимная индуктивность определяются по формулам

, , , , . (10.1)

Степень индуктивной связи двух индуктивно связанных элементов цепи характеризуется коэффициентом связи

. (10.2)

 

10.2 Электродвижущая сила (э.д.с.) и напряжение взаимной индукции

При изменении тока в одном из индуктивно связанных элементов в другом элементе возникает э.д.с. взаимной индукции ем и на его разомкнутых выводах появляется напряжение uм:

; . (10.3)

Для определения знака ем и uм делают специальную разметку выводов индуктивно связанных элементов.

Два вывода принадлежащие двум разным индуктивно связанным элементам называются одноимёнными и обозначаются одинаковыми значками: **, ,∆∆, если при одинаковом направлении токов в обоих элементах относительно этих выводов магнитные потоки самоиндукции и взаимной индукции в каждом элементе складываются.

При одинаковом направлении тока в элементе 2, , в элементе 1 и тока в элементе 1, , в элементе 2 (рисунок 10.1,а) , , (10.4) , . (10.5)

Напряжение взаимной индукции опережает ток на , напряжение взаимной индукции опережает ток на .

При различном направлении тока в элементе 2, , в элементе 1 и тока в элементе 1, , в элементе 2 (рисунок 10.1,б) , . (10.6)

, . (10.7)

Напряжение взаимной индукции отстаёт от тока на , напряжение взаимной индукции отстаёт от тока на .

Величина называется сопротивлением взаимной индукции,

величина называется комплексным сопротивлением взаимнойиндукции.

 

 

Резонанс токов

Резонанс токов возникает в параллельном колебательном контуре при условии, что входная реактивная проводимость , .

При резонансе токов общий ток наименьший и совпадает с напряжением на входе (рисунок 12.2) , .

Добротность контура где -активное сопротивление контура;

- полоса пропускания. .

 

Резонансная частота параллельного колебательного контура По условию резонанса токов

где ,

Решая совместно, получим

Резонанс токов возможен при , если:

а) R1>r; R2>r R1<r; R2<r;

б) R1=R2¹r или R1<< r и R2<< r.

В случае, когда R1=R2=r получаем неопределенность, т.е. может быть любое значение резонансной частоты.

Резонанс, не при какой частоте не возникает, если R1>r, а R2<r или наоборот.

Сопротивление параллельного колебательного контура

Эквивалентное сопротивление параллельного колебательного контура

где X=XL-XC; R1<< XLR2 << X

После преобразования

Найдем для эквивалентной схемы

Частотные характеристики идеального параллельного контура

 

Так как то в этом случае резонансная частота

Проводимость катушки , проводимость конденсатора в=вL- вс

 

Так как ток I=/в/ U, значит в соответствующем масштабе резонансная кривая тока это график .

Угол , график

 

 

Общее положение

4-х-п – эл цепь, содержащая 2 пары зажимов (4 полюса) и предназначена для передачи эл энергии от генератора к нагрузке.

Та пара зажимов, к к-ым подключается генератор, наз. входным

Та пара зажимов, к к-ым подключается нагрузка, наз. выходным

Классификация 4-х-п:

Линейные и нелинейные. Линейные отличаются от нелинейных тем, что не содержат нелинейных эл-ов и поэтому х-ся линейной зав-стью напряжения и тока на выходных зажимах от напряжения и тока на входных зажимах

Пассивный активный. Пассивные не содержат источников эл энергии, активные-содержат (завис-ые и незав-ые).

Симметричные (перемена местами входных и выходных зажимов не изменяет напряжений и токов в цепи) несимметричные. Мостовые, лестничные (Г,Т,П – образные)

Уравновешенные (горизонтальная ось симметрии) неуравновешенные

Обратимые (передают энергию в обоих направлениях, т. обратимости: отношение напряжение на входе к току на выходе не меняется при перемене местами зажимов) необратимые

Уравнение передачи четырехполюсника

Ур-ия, связывающие токи и напряжения на входе и выходе 4-х-п, наз ур-ми передачи 4-х-п

Ур-е передачи в А- параметрах:

безразмерные, размерность сопротивления, - размерность проводимости

Ур-е передачи в У- параметрах:

по размерности – проводимость

Ур-е передачи в Z- параметрах:

по размерности – сопротивление

Ур-е передачи в H- параметрах:

- безразмерные, - сопротивление, проводимость

Ур-е передачи в F- параметрах:

- безразмерные, - проводимости и сопротивления

Ур-е передачи в В- параметрах:

Параметры холостого хода и короткого замыкания четырехполюсника

Параметрами холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ) называются и при разомкнутых и замкнутых накоротко зажимах четырёхполюсника.

Входные сопротивления четырёхполюсника в режиме холостого хода на зажимах ( ZH2= , I2=0) и ( ZH1= , I1=0) соответственно равны

, .

При коротком замыкании зажимов (ZH2=0, U2=0) и (ZH1=0, U1=0) входные сопротивления четырёхполюсника, соответственно, равны

, .

Параметры ХХ и КЗ удовлетворяют соотношению: , т.е.только три параметра из четырёх независимы и их достаточно для составления уравнений передачи пассивных четырёхполюсников, из параметров ХХ и КЗ может быть получена любая система параметров-коэффициентов пассивных четырёхполюсников. Для симметричных четырёхполюсников А1122, ZX1=ZX2, ZK1=ZK2.

 

Характеристические параметры четырехполюсника

Высокочастотные фильтры

Т-и П- образные схемы высокочастотного фильтра приведены

на рисунке 17.4.

 

Рисунок 17.4

Полоса пропускания .

Полоса задерживания ,

.

 

АЧХ и ФЧХ для ВЧФ приведены на рисунке 17.5.

Рисунок 17.5

Полосовые фильтры

Полоса пропускания полосового фильтра лежит в диапазоне частот от до . Полосовой фильтр может быть образован путём соединения низкочастотного фильтра с полосой пропускания от 0 до и высокочастотного фильтра с полосой пропускания от до , причем > .

Т-и П- образные схемы полосового фильтра приведены на рисунке 17.7.

 

Рисунок 17.7

Выберем , тогда при частоте в продольной ветви наступает резонанс напряжений, в поперечной резонанс токов. Поэтому частота принадлежит полосе пропускания. Частотные характеристики полосового фильтра представлены на рисунке 17.8.

 

 

Элементы электрической цепи (активные, пассивные)

Эл. цепью наз. совокупность устройств, предназначенных для прохождения тока

и описываемых с помощью понятий тока и напряжения

Пассивные элементы.Резистивным сопротивлением наз. идеализированный элемент,

обладающий только свойством необратимого рассеивания энергии.

Количественной характеристикой: Сопротивление R Ом, проводимость (G=1/R, См)

Математическая модель, описывающая св-ва резистивного сопротивления,

определяется з-ном Ома: Ур-ие определяет зав-сть

напряжения от тока, наз. вольт-амперной х-кой (ВАХ).

Если R постоянно, то ВАХ линейна, если R зав-ит от напряжения и тока, то ВАX нелинейное

Мощность в резистивном сопротивлении:

Индуктивным эл-ом наз. идеализированный эл-т эл. цепи,

обладающий только св-вом накопления им энергии магнитного поля.

Математическая модель, описывающая св-ва индуктивного элемента

определяется соотношением где - потокосцепление

Количественная х-ка: индуктивность(положитеьлное).

Если L=сonst, зав0ость ВАХ линейная, если зав-ит от тока и напряжения- нелинейная

мгновенная мощность:

емкостным эл-от наз. идеализированный эл-т эл цепи,

обладающий только св-вом накапливать энергию эл поля.

Математическая модель, описывающая св-ва емкостного эл-та, опред-ся ВАХ:

Количественная х-ка: емкость (С)(положительна)

Если С=сonst, зав-ость ВАХ линейная, если зав-ит от тока и напряжения- нелинейная

Мощность:

 

Активные эл-ты:завис-ые и незав-ые источники эл энергии

Независимым источником напряжения наз. идеализированный двухполюсный Эл-т,

напряжение на зажимах к-ого не зав-ит от протекающего через него тока.

Х-ся своим задающим напряжением Uг, или ЭДС ег

ВАХ – прямая, параллельная оси токов

Независимым источником тока наз идеализированный двухполюсный эл-т,

ток к-ого не зав-ит от напряжения на его зажимах

Х-ся своим заданный током iг

ВАх- прямая, параллельная оси напряжения

Зависимый источник- четырехполюсный эл-т с 2-мя парами зажимов- входных и выходных

Зависимые источники: источник напряжения, управляемый напряжением; источник тока,

управляемый напряжением; источник напряжения, управляемый током; источник тока, управляемый током.

Законы Кирхгофа. Закон Ома

1-ый з-н Кирхгофа(з-н токов): алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в одном узле эл цепи,

равна нулю , где m число ветвей, сходящихся в узле

Число независимых ур-ий =nу-1

2-ой з-н Кирхгофа(з-н напряжений): алгебраическая сумма напряжений ветвей

в любом контуре равна нулю

2-ой з-н Кирхгофа: (для падении янапряжений):

алгебраическая сумма падений напряжений на Эл-ах в замкнутом

контуре= алгебраической сумме ЭДС, действующих в данном контуре:

Число Ур-ий = nв-nу+1-nит

З-н Ома:

 

 

3. Преобразование эл схем

Последовательное соединение эл-ов: через эл-ты протекает один и тот же ток

Напряжение приложенной ко всей цепи

Для послед-ых соединений резистивных Эл-ов

Для послед-ых соединенй индуктивных Эл-ов

Для послед-ых соединенй емкостных Эл-ов

Параллельное соединение элементов: к Эл-м приложено одно и

то же напряжение Для параллельго соед-ия резиствных эл-ов:

Для параллельго соед-ия емкостных эл-ов:

Для параллельго соед-ия резиствных эл-ов:

 

Преобразование источника напряжения с параметрами Uг и Rг

в эквивалентный источник Iг Gг, или наоборот:

Принцип наложения

Принцип наложения: Реакция линейной цепи на сумму воздействий равна сумме реакций

от каждого воздействия в отдельности.

Напряжения и токи источников – воздействия, а напряжения и токи на эл-ах – реакции

Исп-ся: для нахождения р-ции в линейной цепи, находящейся как

под воздействием неск-их источников, так и при сложном произвольном воздействии одного источника

Линейная цепь с нес-кими источниками: результирующая р-ция в соотв-ии с принципом наложения

где n – общее число источников

Если в лин цепи приложено напряжение сложной формы,

применение принципа наложения позволяет после разложения этого воздействия на сумму

простейших найти р-цию цепи на каждое из них в отдельности с последующим наложением рез-ов

МКТ

Основан на 2-ом з-не Кирхгофа.

МКТ позволяет снизить число решаемых уравнений до числа независимых контуров,

определяемых равенством = nв-nу+1-nит

Каноническая форму записи ур-ий по МКТ: если цепь содержит к- независимых контуров:

- собственные сопротивления

МУП

Основывается на 1-ом з-не Кирхгофа и з-не Ома

Число ур-ий nу-1

 

Метод двух узлов

 

Для цепей, имеющих только два узла 1 и 2.

План анализа:

1. Произвольно выбрать направления всех токов в ветвях на исходной схеме.

2. Вычислить узловое напряжение, направленное от узла 1 к узлу 2.

 

МЭГ

В соответствие с т Тевенина и Нортона задающее напряжение генератора

определяется как напряжение хх на разомкнутых зажимах активного

2-х-полюсника Uг=Uхх , а задающий ток- как ток кз Iг=Iкз .

внутреннее R активного 2-х-полюсника или его проводимость Gг

находятся как эквивалентные входные сопротивления или проводимость

отн-но разомкнутых зажимов пассивного 2-х-полюсника,

к-ый получается после исключения из схемы всех источников напряжения и тока.

При этом идеальные источники напряжения закорачиваются,

а токи- размыкаются; реальные источники

заменяются своими внутренними сопротивлениями или проводимостями.

или


Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

1.1.3 Идеализированные активные элементы цепи

Всякая электрическая цепь содержит хотя бы один активный элемент - генератор, являющийся преобразователем какого-либо вида энергии (тепловой, механической и т.п.) в электромагнитную энергию колебаний определенной формы. Условное изображение генератора приведено на рисунке 1.1а.

Рисунок 1.1 - Активные элементы цепей

Важнейшим параметром генератора является электродвижущая сила (ЭДС). Постоянная эдс е = Е равна работе сил стороннего поля при переносе единицы электричества вдоль заданного пути: Е = Ac/q, где Ac - работа сил стороннего поля при перемещении заряда q. ЭДС генератора, обусловленная энергией стороннего поля, равна напряжению uХХ на его разомкнутых зажимах (в режиме холостого хода): е = иХХ. В общем случае е является функцией времени. Хотя ЭДС скалярная величина, ей, как и напряжению, условно приписывается направление, принимаемое совпадающим, как правило, с направлением тока.

Идеализированным источником напряжения, или генератором ЭДС, называется воображаемый источник энергии, напряжение на зажимах которого не зависит от тока, через него проходящего. Условное изображение генератора ЭДС показано на рисунке 1.1б. При любом токе напряжение uг остается таким же как при холостом ходе, т. е. равным е. Считая, что направление ЭДС е совпадает с направлением тока (движением положительных зарядов), то ЭДС направлена от более низкого потенциала (-) к более высокому; под действием сторонних сил положительный заряд перемещается внутри источника от (-) к (+). Напряжение иг, наоборот, направлено от зажима (+) к зажиму (-).

Генератор ЭДС обладает бесконечно большой мощностью: при неограниченном возрастании тока мощность рг = еi . Поэтому идеализированный источник напряжения не может быть реализован физически.

Идеализированным источником тока, или генератором тока, называется фиктивный источник энергии, ток через который не зависит от напряжения на его зажимах. На рисунке 1.1в приведено условное изображение генератора тока. Ток генератора iг остается неизменным при любом и, в частности при и = 0, т. е. при коротком замыкании зажимов генератора. Отсюда следует, что iu = iкз - току короткого замыкания. Генератор тока не может быть осуществлен практически, так как он обладает неограниченной мощностью: при бесконечном возрастании напряжения ток источника по определению остается неизменным и значит рг = uiг .

Реальные источники электромагнитной энергии по своим свойствам отличаются от генераторов ЭДС и генераторов тока.

1.1.4 Схема цепи и классификация цепей

Схемой электрической цепи называется графически изображенная модель ее, составленная только из идеализированных пассивных и активных элементов. Узлы - это такие точки схемы, в которых соединяются не менее трех двухполюсников, содержащих только последовательно соединенные элементы. Ветвями называются двухполюсники, включенные между двумя узлами и составленные только из последовательно соединенных элементов. Контуром называют любой замкнутый путь на схеме. Если цепь (или часть ее) имеет четыре наружных зажима, к которым могут быть подключены источники энергии или другие элементы цепи, она называется четырехполюсником. Те полюса, к которым подключается питающий систему генератор, называют входными полюсами, или короче, входом четырехполюсника. Зажимы, с которых снимается напряжение для использования его в других элементах цепи, называют выходными зажимами, или выходом четырехполюсника. В общем случае цепь может иметь много наружных зажимов (полюсов) и тогда ее называют многополюсником. Многополюсник называется пассивным, если в нем нет источников энергии. Если же он содержит один или более источников, его называют активным.

Цепь, для которой все напряжения и токи считаются неизменными во времени, называют цепью постоянного тока. В подобной цепи в качестве положительного направления тока (и напряжения) обычно принимают направление движения положительных зарядов. Если параметры R, L, C цепи постоянны и не зависят от напряжений и токов, то процессы в таких цепях описываются линейными алгебраическими и дифференциальными уравнениями (линейные цепи). Цепи, в которых хотя бы один параметр является функцией напряжения или тока, называются нелинейными. Цепи, в которых хотя бы один из параметров изменяется во времени по тому или иному закону, называются цепями с переменными параметрами.

Цепи, в которых токи и напряжения зависят не только от времени, но ещё являются функциями и пространственных координат, называются цепями с распределёнными параметрами. У таких цепей наибольший физический размер сравним с длиной волны. для них не применимы законы Кирхгофа.

Законы Кирхгофа

 

 

 

 

studfiles.net

Активные элементы электрической цепи — Студопедия.Нет

Nbsp;  

РАЗДЕЛ I

 

 

Глава первая

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

И ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Основные определения

 

Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначенных для прохождения электрического тока. Устройствами, образующими электрическую цепь, являются источники электромагнитной энергии - генераторы, потребители электромагнитной энергии - приемники и системы передачи энергии.

Задача электрической цепи состоит в передаче электромагнитной энергии от источников этой энергии к приемникам, независимо от того, предназначена ли цепь для передачи энергии или информации. В дальнейшем источники электромагнитной энергии будем называть источниками или генераторами, а потребители электромагнитной энергии - приемниками или нагрузкой.

Рис.1.1. Пример электрической цепи двухполюсника
Каждый источник, как и каждый приемник, снабжен двумя зажимами, с помощью которых через систему передачи осуществляется связь между источниками и приемниками. Эти зажимы иначе называют полюсами источника или приемника. Источники и приемники получили общее название двухполюсников. В общем случае двухполюсник может объединять несколько источников и приемников, связанных между собой. Двухполюсник, не содержащий источников электромагнитной энергии, называется пассивным двухполюсником.

Гальванический элемент, например, представляет собой активный двухполюсник, а лампочка накаливания, катушка или конденсатор являются пассивными двухполюсниками. Двухполюсники изображаются в виде прямоугольников. На рис. 1.1 изображена электрическая цепь, состоящая из генератора и трех пассивных двухполюсников. Часть электрической цепи, очерченная штриховой линией, может рассматриваться как один пассивный двухполюсник. Зажимы двухполюсников на рисунках обычно не указываются.

Промежуточное устройство, служащее для передачи энергии от источника к приемнику, должно быть снабжено четырьмя зажимами. Через два из них энергия от источника поступает в систему передачи, а через два других - энергия из системы передачи передается приемнику. Такое устройство называется четырехполюсником. На рис. 1.2 дано условное изображение четырехполюсника. Простейшим промежуточным устройством для передачи энергии от источника к приемнику являются два провода, соединяющие зажимы источника с зажимами приемника.

Рис.1.2. Электрическая цепь четырёхполюсника
Электромагнитные процессы в электрических цепях при передаче энергии полностью описываются с помощью таких физических понятий, как электродвижущая сила (э.д.с.), напряжение и ток. Свойства электрических цепей определяются значениями сопротивлений, индуктивностей и емкостей всех элементов, составляющих электрические цепи.

Описание общих методов установления количественных связей между этими величинами и величинами э.д.с., напряжений и токов в электрических цепях в различных условиях их работы является основным содержанием раздела ‹‹Теория электрических цепей››. Умение находить эти связи необходимо для решения инженерных задач анализа и синтеза электрических цепей.

К задачам анализа относятся исследования свойств и расчеты заданных цепей. Типичная задача расчета заключается в определении токов в цепи при известных значениях всех элементов цепи и э.д.с., или токов источников. Задача же синтеза электрических цепей состоит в построении самих цепей и определении значений величин индуктивностей, емкостей и сопротивлений по заданным свойствам этих цепей.

  

Активные элементы электрической цепи

 

1. Определения. Движение электрических зарядов в проводящей среде под влиянием электрического поля представляет собой основную форму электрического тока - ток проводимости. Током проводимости, или током называется количество электричества, протекающего за одну секунду через поперечное сечение проводника:

В случае тока, изменяющегося с течением времени, вводится понятие мгновенного значения тока. Мгновенное значение тока представляет собой производную заряда по времени:

где  — заряд, прошедший за время  через поперечное сечение проводника. Ток измеряется в амперах. Ток в проводнике возникает, если вдоль проводника создано электрическое поле, а в этом случае между любыми двумя точками, расположенными по длине проводника, имеет место разность потенциалов. Разность потенциалов между двумя точками иначе называется напряжением или падением напряжения между этими точками. Разность потенциалов между точками « » и « » может обозначаться одной или двумя буквами: , где — потенциал точки « », а — потенциал точки « » относительно некоторой точки, принадлежащей той же электрической цепи и принятой за опорную при определении потенциалов. Потенциал этой опорной точки удобно считать для данной цепи равным нулю.

Напряжение между двумя точками может быть положительным или отрицательным в зависимости от направления отсчета. Будем считать, что напряжение  направлено от точки « » к точке « », если > . Так как за направление тока в проводнике условились считать направление движения положительных зарядов, а положительные заряды под влиянием сил электрического поля движутся от точек высшего потенциала к точкам низшего, направление тока через пассивный двухполюсник удобно считать совпадающим с направлением напряжения на его зажимах.

Альтернативным способом выбора положительного или отрицательного значения напряжения является соответствие его вектора согласному или встречному направлению обхода контура при составлении баланса напряжений согласно второму закону Кирхгофа. В этой связи в контуре выделяют два типа напряжений: э.д.с. и падение напряжения. Указанные термины и особенности решения задач будут рассмотрены в виде отдельной темы позже.

В дальнейшем будем пользоваться терминами — напряжение и падение напряжения, выбирая первый или второй для того, чтобы оттенить смысл определяемой разности потенциалов в зависимости от контекста. Говоря, например, о генераторе, будем понимать под напряжением разность потенциалов между зажимами работающего генератора. Падением напряжения в генераторе будем называть разность между э.д.с. и напряжением на его зажимах, создаваемую током в сопротивлениях токоведущих элементов самого генератора. Чтобы понять, как это работает, мы в дальнейшем подробно разберем технологию решения таких задач на примере метода эквивалентного генератора. Когда говорят о линии передачи электрической энергии, то под напряжением в линии понимается разность потенциалов между проводами, в то время как падение напряжения в линии означает разность потенциалов вдоль проводов, возникающую при токе в линии благодаря сопротивлению самих проводов линии.          

Когда же речь идет о приемнике, то «напряжение» и «падение напряжения» на нем означают одну и ту же разность потенциалов между его зажимами.

Рис. 1.3. Неустановившийся режим тока электрической цепи
2. Режим работы цепи. Токи и напряжения, возникающие в цепи при включении источников электромагнитной энергии, представляют собой реакцию цепи на воздействие источников. Реакция цепи может носить неустановившийся и установившийся характер.

Дело в том, что после включения в цепь генераторов токи и напряжения в цепи устанавливаются не мгновенно, а постепенно, асимптотически приближаясь к своим установившимся значениям. Например, если катушку подключить к аккумулятору, ток в цепи будет изменяться так, как показано на рис. 1.3. Установившимся ток в этой цепи можно считать только через некоторое время после замыкания цепи.

В установившемся режиме токи и напряжения в зависимости от рода генератора могут быть постоянными или периодическими функциями времени. Их зависимость от времени, прошедшего с момента включения генератора, теряет всякое значение. В дальнейшем, если не оговорено противное, будем предполагать, что включение генераторов в цепь произошло столь давно, что режим работы исследуемой цепи можно считать установившимся.

3. Источники электромагнитной энергии. Источниками электромагнитной энергии, или генераторами, называют устройства, преобразующие энергию любого вида в электромагнитную. В качестве генераторов постоянного напряжения часто используются преобразователи энергии, создающие электромагнитную энергию за счет энергии протекающих в них физико-химических процессов. Такие генераторы называются гальваническими элементами и аккумуляторами. В технике и в быту используются также генераторы постоянного напряжения, преобразующие механическую энергию в электромагнитную. Такие генераторы установлены, например, для зарядки аккумуляторов на автомашинах.

Одной из основных величин, характеризующих электрические качества генератора, является его э.д.с. Благодаря химическим реакциям в гальванических генераторах или движению проводников в магнитном поле в электромашинных генераторах, внутри генераторов происходит принудительное разделение электрических зарядов. Это разделение создается против сил притяжения между зарядами разных знаков и вызывает возникновение внутри генератора электрического поля, а следовательно, и разности потенциалов. Эта разность потенциалов называется электродвижущей силой.

Э.д.с., генератора является причиной возникновения тока в электрической цепи. Численно э.д.с., генератора равна разности потенциалов между его зажимами в том случае, если цепь разомкнута, и тока через генератор нет. За направление э.д.с., принимается направление принудительного движения положительных зарядов внутри генераторов, т. е. направление от отрицательного полюса генератора к положительному.

Рис. 1.4. Движение зарядов в генераторе к нагрузке
Условно считая, что в цепи движутся положительные заряды, можно сказать, что в пассивном двухполюснике это движение происходит под действием сил поля от точек высшего потенциала к точкам низшего, от положительного полюса генератора к отрицательному, а внутри генератора — от отрицательного полюса к положительному, т. е. против сил поля (рис. 1.4). Внутри генератора происходит преобразование химической (или другой) энергии в электромагнитную. Вне генератора имеет место обратное преобразование электромагнитной энергии в другие формы энергии.

Внутреннее сопротивление генератора также является величиной, характеризующей электрические свойства генератора. Под внутренним сопротивлением понимается сопротивление всех элементов пути тока внутри генератора. Знание внутреннего сопротивления генератора необходимо для расчета токов в электрической цепи. Вместе с тем в задачах по расчету линейных электрических цепей встречаются генераторы, внутреннее сопротивление которых во много раз меньше сопротивления внешней цепи.

В этих случаях часто допустимо считать внутреннее сопротивление генератора равным нулю. При этом допущении напряжение генератора должно не зависеть от тока нагрузки и быть равным его э.д.с. Генератор с внутренним сопротивлением равным нулю будем называть источником напряжения (э.д.с.), а термин «генератор» сохраним для реального источника электромагнитной энергии. Замена реального генератора источником э.д.с., обычно упрощает расчеты. Ошибка же, создаваемая ею, тем меньше, чем меньше внутреннее сопротивление генератора по сравнению с сопротивлением внешней цепи. Графическое изображение источника э.д.с., и гальванического источника напряжения (элемента или аккумулятора) дано на рис. 1.5, а.

Рис. 1.5. Источники (генераторы) э.д.с.
Буквенное обозначение э.д.с., принято  или . Если внутренним сопротивлением генератора пренебречь нельзя, то такой генератор можно изобразить в виде источника э.д.с. и последовательно соединенного с ним двухполюсника, имитирующего его внутреннее сопротивление. Иначе реальный генератор можно изобразить в виде источника э.д.с., рядом с которым написана буква означающая, что внутреннее сопротивление генератора нельзя считать равным нулю (рис. 1.5, б). Во всех дальнейших расчетах предполагаем, что э.д.с. реального генератора и его внутреннее сопротивление не зависят от тока в цепи.
Рис. 1.6. Источники (генераторы) тока
В тех случаях, когда внутреннее сопротивление генератора очень велико по сравнению с сопротивлением внешней цепи, ток, посылаемый во внешнюю цепь, практически не зависит от сопротивления этой цепи. В этих случаях генератор удобно характеризовать не его э.д.с., а создаваемым им током. Генератор, создающий ток, практически не зависящий от сопротивления нагрузки, называется генератором тока, а создаваемый им ток - задающим током. Идеальным генератором тока или источником тока будем называть генератор, создающий ток, не зависимый от сопротивления нагрузки. Источник тока не имеет общепринятого обозначения. Чаще всего применяется изображение, данное на рис. 1.6,а. Реальный генератор тока изображают в виде источника тока и параллельно к нему присоединенного двухполюсника, имитирующего внутреннюю проводимость генератора (рис. 1.6,б). Смысл такого изображения генератора тока будет пояснен далее.

 

studopedia.net

Характеристики и уравнения пассивных и активных элементов цепи

Вопросы:

1) Классификация радиотехнических цепей

2) Пассивные элементы цепи

3) Активные элементы цепи

 

Цепи, содержащие источник энергии называются активными, соответственно цепи без источников энергии – пассивные.

Цепь называется линейной, если электромагнитные процессы в ней можно описать с помощью линейных алгебраических или дифференциальных уравнений.

В линейных цепях параметры элементов не зависят от приложенных напряжений и протекающих токов.

Если хотя бы один из параметров цепи зависит от приложенного напряжения (тока), то цепь нелинейная. Простейший пример нелинейной цепи – диод.

Если хотя бы один из параметров изменяется во времени, то цепь параметрическая.

Цепь с сосредоточенными параметрами – такая цепь, в которой элементы сосредоточены в отдельных разделённых участках. Цепь с распределёнными параметрами – такая цепь, в которой невозможно выделить участок, содержащий только один из указанных параметров.

По количеству выводов, цепи подразделяются на двухполюсники, четырёхполюсники, многополюсники.

Если главная задача цепи – передача энергии, то цепь энергетическая. Если передача сигналов – то цепь информационная.

Бывают цепи постоянного и переменного тока.

Свойства линейных цепей

1) Свойство пропорциональности: если на входе линейной цепи действует сигнал и ему соответствует выходной сигнал , то входному сигналу будет соответствовать выходной сигнал .

2) Линейные цепи подчиняются принципу суперпозиций, т.е. если входной сигнал линейной цепи представляет собой , то выходной сигнал представится в виде , где это реакция на .

3) Если на входе действует производная или интеграл от исходного сигнала, то и реакция равна производной или интегралу от исходной реакции.

.

4) В линейных цепях гармонический сигнал не меняет своей формы.

Меняться может только амплитуда или фаза. Гармоника – это единственный сигнал, который в цепи не меняет свою форму.

 

Активные и пассивные элементы цепи

В теории цепей реальные элементы заменяют идеализированными, которые обладают только одним конкретным свойством.

Существуют три пассивных элемента: активное сопротивление, индуктивность, ёмкость. И два активных: генератор напряжения и генератор тока.

Активное сопротивление

Активное сопротивление ( ) – это идеализированный элемент, в котором происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды (тепловую, световую) и излучение энергии. Сопротивление служит количественной мерой этой энергии. В уравнениях, составленных по закону Ома, выступает коэффициентом между током и напряжением. Активная проводимость См – величина, обратная сопротивлению. Графическая зависимость между напряжением и током в цепи называется вольтамперной характеристикой. Для активного сопротивления эта зависимость линейна. Наклон линии зависит от величины сопротивления. Энергетические соотношения следует рассматривать на основании формулы .

Поскольку зависимость квадратичная, то мощность всегда положительна. С физической точки зрения это означает, что мощность всегда поступает в активное сопротивление. Обратный процесс невозможен. Количество энергии, поступившей в активное сопротивление от начала отсчёта до времени t

Физический элемент, наиболее близкий по свойствам к активному сопротивлению – это резистор.

Индуктивность

Индуктивность ( ) – идеализированный элемент, способный накапливать энергию магнитного поля. - отношение потокосцепления самоиндукции к току в этом элементе:

(Вб) – магнитный поток

(Вб)

- количество витков в катушке

Единица измерения (Гн) генри. Основная характеристика индуктивности – зависимость потокосцепления от тока (ВбАХ) – вебер-амперная характеристика.

Если магнитный поток изменяется во времени, то согласно закону Фарадея-Максвелла, в индуктивности возникает ЭДС самоиндукции.

Знак «–» указывает на то, что ЭДС самоиндукции имеет такое направление, что «стремится» препятствовать причине, породившей этот ЭДС. Чтобы поддержать ток в индуктивности, к ней нужно приложить напряжение

Ток в индуктивности

- ток через индуктивность до коммутации.

Если индуктивность к моменту времени не содержала энергии, то её принято называть «пустой»

Мгновенная мощность

Для тех моментов времени, при которых напряжение положительное, ток положительный и возрастает, мощность тоже величина положительная и это значит, что энергия поступает в индуктивность.

В некоторые моменты времени может сложится ситуация, что напряжение положительное, ток положительный и убывает, мощность будет отрицательной. Это значит, что энергия из индуктивности возвращается обратно в цепь. Такие элементы называют реактивными.

Энергия, запасённая в индуктивности

Наиболее близкий к индуктивности реальный элемент – катушка.

Ёмкость

Емкость ( ) – идеализированный элемент, способный накапливать энергию электрического поля.

Емкость – величина, равная отношению накопленного заряда к приложенному напряжению.

Единица измерения (Ф) фарада. Основная характеристика емкости – зависимость заряда от напряжения КВХ – кулонвольтная характеристика.

Учитывая, что

Ток в емкости

Напряжение в емкости

Если емкость «пустая», то

Мгновенная мощность

Возможны моменты времени, когда мощность положительная и бывают моменты времени, когда мощность отрицательная. Т.е. емкость может запаса

 

РИСУНОК

С уменьшением нагрузки ток растёт, а напряжение садится.

Идеальных источников ЭДС в природе не бывает, но некоторые реальные источники напряжения близки по своим свойствам к идеальным.

Например, аккумуляторные батареи, применяемые в авиации, серебряно-цинковые. Их внутреннее сопротивление единицы Ом.

Кроме того, идеальный источник применяется в качестве модели при расчёте токов и напряжений.

Источник тока

Источник тока – идеализированный активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Такое возможно, если внутреннее сопротивление источника тока бесконечно. Источник тока – идеализированная модель. Реальные источники обладают не бесконечным внутренним сопротивлением.


Похожие статьи:

poznayka.org

3, 4, 5. Сопротивление, индуктивность, ёмкость

  1. Электрическая цепь. Пассивные и активные элементы электрической цепи. Классификация электрических цепей.

Электри́ческая цепь  — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятийсила тока и напряжение.

Активные элементы – это источники электрической энергии. Различают источники напряжения и источники тока.

Пассивные элементы – это сопротивления, индуктивности, емкости.

По наличию данных элементов различают соответственно активные и пассивные цепи.

  1. Электрический ток. Положительное направление электрического тока, напряжения. Численное определение электрического тока.

Электрический ток в общем случае представляет собой движения электрических зарядов отрицательного и положительного знаков в разные стороны.

Численно ток определяется как придел отношения количества электричества, переносимого заряженными частицами сквозь рассматриваемое поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени, к этому времени, при условии, что данный промежуток времени стремится к нулю:

где g - количество электричества, прошедшее через рассматриваемое сечение проводника за время t.

Положительное направление тока выбирается произвольно и указывается стрелкой.

Рассмотрим пассивный участок электрической цепи с выбранным положительным направлением тока:

При протекании тока от точки 1 к точке 2 подразумевается, что потенциал точки 1 выше потенциала точки 2.

Под напряжением на данном участке подразумевается разность электрических потенциалов точек 1 и 2.

Единица измерения напряжения Вольт [B].

При условии, что 1 больше 2 U12 = 1 - 2 будет положительным.

Порядок индексов при напряжении означают его выбранное положительное направление.

Чаще всего положительное направление напряжения выбирают совпадающим с положительным направлением тока и указывают стрелкой.

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему[1]. Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления. Сопротивление (часто обозначается буквой R или r) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

где

R — сопротивление;

U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника;

I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

Индуктивность физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи. Ток, текущий в проводящем контуре, создаёт в окружающем пространстве магнитное поле, причём Магнитный поток Ф, пронизывающий контур (сцепленный с ним), прямо пропорционален силе тока I :Ф=LI

Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд.

Q-заряд φ-потенциал проводника.

6. Источники напряжения и тока. Идеальные источники, их вах.

Источник напряжения представляет собой активный элемент с двумя зажимами, напряжение на котором не зависит от тока, проходящего через источник

Предполагается, что внутри идеального источника напряжения пассивные сопротивление, индуктивность и емкость отсутствуют и, следовательно, прохождение тока не вызывает падения напряжения.

Величина работы, производимой данными сторонними силами по перемещению единицы положительного заряда от отрицательного полюса источника напряжения к положительному по полюсу, называется электродвижущей силой (э.д.с.) источника и обозначается e(t).

ВАХ реальных источников пересекает обе оси координат и эти точки пересечения соответствуют нулевому току через источник и нулевому падению напряжения. Режим с нулевыи током и ненулевым падением напряжения называется холостым ходом, а режим с нулевым падением напряжения и ненулевым током на выходе - коротким замыканием.

Уравнение ВАХ ИЭ представляет собой уравнение прямой линии в координатах U-I. Его можно получить из уравнения прямой линии, проходящей через начало координат I = - Ug = -U/r либо из обратной функции U = -Ir , где r - коэффициент соответствующий котангенсу угла наклона к оси U и имеющий размерность сопротивления, а g = 1/r - тангенс угла наклона с размерностью проводиомсти. Для получения ВАХ ИЭ можно сместить линию I = - Ug на величину тока короткого замыкания

I = -Ug + Iкз = Iкз - Ug = J - Ug

или обратную функцию U = -Ir сместить на величину напряжения холостого хода

U = -Ir + Uхх = Uхх - Ir = E - Ir

7. Преобразование источников напряжения в источники тока.

Часто при решении задач методом эквивалентных преобразований возникает необходимость заменить реальный источник напряжения эквивалентным источником тока или наоборот. Преобразование осуществляется по схеме и формулам рис.6.

(1)

studfiles.net