Lineære elektriske kredsløb

Et elektrisk kredsløb kaldes et sæt af elementer, der danner veje til passage elektricitet… Et elektrisk kredsløb består af aktive og passive elementer.

Aktive elementer betragtes som kilder til elektrisk energi (kilder til spænding og strøm), passive elementer omfatter modstande, induktorer, elektriske kondensatorer.

De kvantitative karakteristika for elementerne i et elektrisk kredsløb kaldes dets parametre... For eksempel er parametrene for en konstant spændingskilde dens EMF og indre modstand… Modstandens parameter er dens spolemodstand — dens induktans L og kondensator — kapacitans C.

Spændingen eller strømmen, der leveres til kredsløbet, vil blive kaldt et virkende eller indgangssignal... Virkende signaler kan ses som forskellige tidsfunktioner, der varierer i henhold til en eller anden lov, z(T)... For eksempel kan z(T) være konstant og ændre sig i tid i henhold til en periodisk lov eller har en aperiodisk karakter.

Spændinger og strømme, der opstår under påvirkning af ydre påvirkninger i den del af det elektriske kredsløb, der interesserer os, og som også er funktioner af tiden NS (T), vil vi kalde kædereaktion eller weekendsignal.

Hvert passivt element i et rigtigt elektrisk kredsløb har en vis grad af aktiv modstand, induktans og kapacitans. Men for at lette studiet af processer i et elektrisk kredsløb og dets beregning erstattes det virkelige kredsløb af et idealiseret kredsløb bestående af separate rumligt adskilte elementer R, L, S.

I dette tilfælde anses det for, at ledningerne, der forbinder elementerne i kredsløbet, ikke har nogen aktiv modstand, induktans og kapacitans. Et sådant idealiseret kredsløb kaldes et foldet-parameter-kredsløb, og beregninger baseret på det giver i mange tilfælde resultater, der er godt bekræftet af erfaring.

NSEElektriske kredsløb med konstante parametre er sådanne kredsløb, hvor modstandene R, induktansen af ​​spolerne L og kapaciteten af ​​kondensatorerne C er konstante, uafhængige af de strømme og spændinger, der virker i kredsløbet. Sådanne elementer kaldes lineære.

Hvis modstanden af ​​modstanden R ikke afhænger af strømmen, så udtrykkes det lineære forhold mellem spændingsfaldet og strømmen Ohms lov ur = R NS ir, og modstandens strøm-spændingskarakteristik (er en ret linje (fig. 1, a).

Hvis spolens induktans ikke afhænger af værdien (af strømmen, der flyder i den, så er forbindelsen af ​​spolens selvinduktionsflux ψ direkte proportional med denne strøm ψ= L NS il (fig. 1, b) .

Endelig, hvis kapacitansen af ​​kondensatoren C ikke afhænger af spændingen uc påført pladerne, så er ladningen q akkumuleret på pladerne og spændingen u° C indbyrdes forbundet med et lineært forhold, grafisk vist i fig. 1,v.

Ris. 1. Karakteristika for lineære elementer i det elektriske kredsløb: a — strømspændingskarakteristik af modstanden, b — afhængighed af fluxforbindelsen af ​​strømmen i spolen, c — afhængighed af kondensatorladningen af ​​spændingen over den.

Lineariteten af ​​modstand, induktans og kapacitans er betinget, fordi i virkeligheden er alle reelle elementer i et elektrisk kredsløb ikke-lineære. Så når den passerer strøm gennem den sidste modstand opvarmes, og dens modstand ændres.

Overdreven forøgelse af strømmen i en ferromagnetisk spole kan ændre dens induktans en smule. Kapaciteten af ​​kondensatorer med forskellige dielektrikum ændres i en eller anden grad, afhængigt af den påførte spænding.

Men i den normale driftsform for elementerne er disse ændringer normalt så ubetydelige, at de ikke kan tages i betragtning i beregningerne, og sådanne elementer i det elektriske kredsløb anses for at være lineære.

Transistorer, der opererer i tilstande, når der bruges lineære sektioner med deres strømspændingskarakteristika, kan også betinget betragtes som lineære enheder.

Et elektrisk kredsløb bestående af lineære elementer kaldes et lineært elektrisk kredsløb. Lineære kredsløb er karakteriseret ved lineære ligninger for strømme og spændinger og substituerede lineære ækvivalente kredsløb. Lineære ækvivalente kredsløb består af lineære passive og aktive elementer, hvis volt-ampere karakteristika er lineære.Til analyse af processer i lineære elektriske kredsløb anvendes Kirchhoffs love.