Linjära elektriska kretsar
En elektrisk krets kallas en uppsättning element som bildar vägar för passage elektricitet… En elektrisk krets består av aktiva och passiva element.
Aktiva element betraktas som källor för elektrisk energi (spännings- och strömkällor), passiva element inkluderar motstånd, induktorer, elektriska kondensatorer.
De kvantitativa egenskaperna hos elementen i en elektrisk krets kallas dess parametrar... Parametrarna för en konstant spänningskälla är till exempel dess EMF och internt motstånd… Motståndets parameter är dess spolresistans — dess induktans L och kondensator — kapacitans C.
Spänningen eller strömmen som tillförs kretsen kommer att kallas en verkande eller ingångssignal... Verkande signaler kan ses som olika tidsfunktioner som varierar enligt någon lag z(T)... Till exempel kan z(T) vara konstant, förändras i tid enligt en periodisk lag eller har en aperiodisk karaktär.
Spänningar och strömmar som uppstår under påverkan av yttre påverkan i den del av den elektriska kretsen som intresserar oss och som också är funktioner av tiden NS (T), kommer vi att kalla kedjereaktion eller helgsignal.
Varje passivt element i en riktig elektrisk krets har en viss grad av aktivt motstånd, induktans och kapacitans. Men för att underlätta studiet av processer i en elektrisk krets och dess beräkning ersätts den verkliga kretsen av en idealiserad som består av separata rumsligt separerade element R, L, S.
I det här fallet anses det att ledningarna som förbinder elementen i kretsen inte har någon aktiv resistans, induktans och kapacitans. En sådan idealiserad krets kallas en vikt-parameterkrets, och beräkningar baserade på den ger i många fall resultat som är väl bekräftade av erfarenhet.
NSEElektriska kretsar med konstanta parametrar är sådana kretsar där resistanserna hos motstånden R, induktansen hos spolarna L och kapaciteten hos kondensatorerna C är konstanta, oberoende av de strömmar och spänningar som verkar i kretsen. Sådana element kallas linjära.
Om motståndet hos motståndet R inte beror på strömmen, så uttrycks det linjära förhållandet mellan spänningsfallet och strömmen Ohms lag ur = R NS ir, och ström-spänningskarakteristiken för motståndet (är en rät linje (fig. 1, a).
Om spolens induktans inte beror på värdet (av strömmen som flyter i den, då är anslutningen av spolens självinduktionsflöde ψ direkt proportionell mot denna ström ψ= L NS il (fig. 1, b) .
Slutligen, om kapacitansen hos kondensatorn C inte beror på spänningen uc som appliceras på plattorna, då är laddningen q ackumulerad på plattorna och spänningen u° C sammankopplade genom ett linjärt förhållande, grafiskt visat i fig. 1,v.
Ris. 1. Egenskaper för linjära element i den elektriska kretsen: a — ström-spänningskarakteristik för motståndet, b — beroende av flödesanslutningen av strömmen i spolen, c — beroende av kondensatorladdningen av spänningen över den.
Linjäriteten hos motstånd, induktans och kapacitans är villkorad, eftersom alla verkliga element i en elektrisk krets i verkligheten är icke-linjära. Så när ström passerar genom det sista motståndet värms upp och dess motstånd ändras.
Överdriven ökning av strömmen i en ferromagnetisk spole kan ändra dess induktans något. Kapaciteten hos kondensatorer med olika dielektrikum ändras i en eller annan grad, beroende på den applicerade spänningen.
Men i det normala driftsättet för elementen är dessa förändringar vanligtvis så obetydliga att de inte kan beaktas i beräkningarna, och sådana element i den elektriska kretsen anses vara linjära.
Transistorer som arbetar i moder när raka sektioner används med deras strömspänningsegenskaper kan också villkorligt betraktas som linjära enheter.
En elektrisk krets som består av linjära element kallas en linjär elektrisk krets. Linjära kretsar kännetecknas av linjära ekvationer för strömmar och spänningar och substituerade linjära ekvivalenta kretsar. Linjära ekvivalenta kretsar består av linjära passiva och aktiva element vars volt-amperekarakteristika är linjära.För analys av processer i linjära elektriska kretsar används Kirchhoffs lagar.