Lineære elektriske kretser
En elektrisk krets kalles et sett med elementer som danner veier for passasje elektrisitet… En elektrisk krets består av aktive og passive elementer.
Aktive elementer regnes som kilder til elektrisk energi (spennings- og strømkilder), passive elementer inkluderer motstander, induktorer, elektriske kondensatorer.
De kvantitative egenskapene til elementene i en elektrisk krets kalles dens parametere... For eksempel er parameterne til en konstant spenningskilde dens EMF og indre motstand… Parameteren til motstanden er dens spolemotstand – induktans L og kondensator – kapasitans C.
Spenningen eller strømmen som tilføres kretsen vil bli kalt et virkende eller inngangssignal... Virkende signaler kan sees på som forskjellige tidsfunksjoner som varierer i henhold til en eller annen lov z(T)... For eksempel kan z(T) være konstant og endre seg i tid i henhold til en periodisk lov eller har en aperiodisk karakter.
Spenninger og strømmer som oppstår under påvirkning av ytre påvirkninger i den delen av den elektriske kretsen som interesserer oss og som også er funksjoner av tiden NS (T), vil vi kalle kjedereaksjon eller helgesignal.
Hvert passivt element i en ekte elektrisk krets har en viss grad av aktiv motstand, induktans og kapasitans. Men for å lette studiet av prosesser i en elektrisk krets og dens beregning, erstattes den virkelige kretsen med en idealisert bestående av separate romlig separerte elementer R, L, S.
I dette tilfellet anses det at ledningene som forbinder elementene i kretsen ikke har noen aktiv motstand, induktans og kapasitans. En slik idealisert krets kalles en foldet parameterkrets, og beregninger basert på den gir i mange tilfeller resultater som er godt bekreftet av erfaring.
NSEElektriske kretser med konstante parametere er slike kretser der motstandene til motstandene R, induktansen til spolene L og kapasiteten til kondensatorene C er konstante, uavhengig av strømmene og spenningene som virker i kretsen. Slike elementer kalles lineære.
Hvis motstanden til motstanden R ikke er avhengig av strømmen, uttrykkes det lineære forholdet mellom spenningsfallet og strømmen Ohms lov ur = R NS ir, og strøm-spenningskarakteristikken til motstanden (er en rett linje (fig. 1, a).
Hvis induktansen til spolen ikke avhenger av verdien (av strømmen som flyter i den, så koblingen av selvinduksjonsfluksen til spolen ψ direkte proporsjonal med denne strømmen ψ= L NS il (fig. 1, b) .
Til slutt, hvis kapasitansen til kondensatoren C ikke er avhengig av spenningen uc påført platene, så er ladningen q akkumulert på platene og spenningen u° C sammenkoblet av et lineært forhold, grafisk vist i fig. 1,v.
Ris. 1. Karakteristikk av lineære elementer i den elektriske kretsen: a — strøm-spenningskarakteristikk for motstanden, b — avhengighet av fluksforbindelsen av strømmen i spolen, c — avhengighet av kondensatorladningen på spenningen over den.
Lineariteten til motstand, induktans og kapasitans er betinget, fordi i virkeligheten er alle reelle elementer i en elektrisk krets ikke-lineære. Så når den passerer strøm gjennom den siste motstanden varmes opp og motstanden endres.
Overdreven økning av strømmen i en ferromagnetisk spole kan endre induktansen litt. Kapasiteten til kondensatorer med forskjellig dielektrikum endres i en eller annen grad, avhengig av påført spenning.
Men i den normale driftsmodusen til elementene er disse endringene vanligvis så ubetydelige at de ikke kan tas med i beregningene, og slike elementer i den elektriske kretsen anses som lineære.
Transistorer som opererer i moduser når rettlinjede seksjoner brukes med deres strømspenningsegenskaper kan også betinget betraktes som lineære enheter.
En elektrisk krets som består av lineære elementer kalles en lineær elektrisk krets. Lineære kretser er preget av lineære ligninger for strømmer og spenninger og substituerte lineære ekvivalente kretser. Lineære ekvivalente kretser består av lineære passive og aktive elementer hvis volt-ampere-karakteristikk er lineære.For analyse av prosesser i lineære elektriske kretser brukes Kirchhoffs lover.