Alapjai áramkör elmélet
V.I.Veprintsev. Alapjai áramkör elmélet.
Az elektromos áramkör olyan eszközök szánt átfolyó villamos áram, és leírásuk fogalmak segítségével a feszültség és áram. Az elektromos áramkör tagjai források (generátorok) és az elektromágneses energiát a fogyasztók - vagy vevőkészülékek nagruz-
A forrás a nevezett eszköz létrehozása (generáló) áramokat és feszültségeket. A források működhet eszközök (akkumulátorokat, sejtek, hőelemek, piezoelektromos átalakítók, különböző generátorok és így tovább. E.) konvertálása különböző energiatípusok (kémiai, termikus, mechanikus, fény, molekuláris kinetikai és mtsai.) Elektromos energiává alakítja. Források közé és vevőantenna, ahol nincs változás a típusú energia.
Hívásvevő használó készülékbe (fenntartja a) vagy átalakítására, elektromos energia és az egyéb formái energia (hő, mechanikai, fény és így tovább. D.). Betöltéséhez és adóantennáktól kibocsátó elektromágneses energia a térben.
Az alapja az az elmélet az elektromos áramkörök modellezése elv. Így a tényleges áramkör helyettesít néhány idealizált modell, amely az összekapcsolt elemek idealizált. Under idealizált modell elemeket értjük különböző eszközök, amelyek tulajdonított bizonyos elektromos és mágneses tulajdonságai, úgy, hogy azok jelennek meg egy adott pontossággal jelenségek tényleges eszközök. Így minden egyes eleme az áramkör felelnek meg a különleges kapcsolat a több áramokat és feszültségeket.
Az áramkör elmélet különbséget az aktív és passzív elemek. Aktív elemek tartják villamosenergia-források: a feszültség források és áramforrások. A passzív elemek közé ellenállás, induktivitás és kapacitás. Láncok, amelyek az aktív elemek, úgynevezett aktív, amely csak passzív elemek - passzív.
Elektromos áram tulajdonítják az irányt egybeesik a mozgás iránya a pozitív töltések. Mennyiségi jellemzők - a pillanatnyi áram (az az érték egy adott időben)
ahol a dq - töltés eltelt idő alatt dt után keresztmetszete a karmester. A SI rendszer aktuális mért amper (A).
Átvitele egy elemi töltés dq az egész olyan passzív áramköri rész, energiát kell fordított
Itt u - pillanatnyi feszültség értéke (potenciális különbség) a terminálok a passzív áramköri rész. A potenciális különbség - a skaláris érték által meghatározott A villamos térerősség a átadása egyetlen pozitív töltést egy előre meghatározott passzív részét. A SI rendszerben, a feszültséget mérjük voltban (V).
Általában áram és feszültség függvényei idő és esetleg más megjelölés és nagysága különböző időpontokban.
Az áramkör elmélet jellemzi az irányt a jelenlegi jelet. Pozitív vagy negatív mai értelemben csak akkor, ha összehasonlítjuk irányba Tő
ka tekintetében egy tetszőlegesen kiválasztott pozitív irányba.
amely általában a nyíl mutatja (1. ábra).
A pozitív feszültség irányát nem csatlakozik a pozitív irányba az aktuális. De a pozitív irányt a feszültség pontból a B pont. feltételesen úgy vélik, hogy a potenciális a ponton magasabb potenciális b pont. Általában a problémákat a számítási elektromos áramkörök tartják a pozitív iránya a jelenlegi a ága, amely egybeesik a pozitív iránya a feszültséget a csomópontok, hogy ága.
Ha hatása alatt az alkalmazott feszültség U keresztül áramköri utat halad elektromos töltés q. kötelezi az elemi munka vagy belépő a vevő az energia egyenlő:
dw = u dq = ui dt.
Az energia által meghatározott megadott képlettel szállítják forrás és fogyasztott a vevő, azaz. E. átalakítható egy másik formája az energia, mint a hő, bizonyos, hogy tároljuk az elektromos és mágneses mezők, az áramköri elemeket.
A pillanatnyi értéke változásának sebessége szállított energia az áramkör,
p = dw dt = u dq dt = ui.
Felszólította a pillanatnyi teljesítmény.
Az energia által vett alatt eltelt idő t 1 t 2 Ön egy
Az SI munka és energia mértékegysége a Joule (J), a teljesítmény wattban (W).
Elemei az áramkör
1. Passzív elemek.
Ellenállás az úgynevezett idealizált áramköri elem jellemző az átalakítás az elektromágneses energia bármely más típusú energia (hő - fűtés, mechanikus, elektromágneses sugárzási energia és mtsai.), Azaz, amelynek csak a tulajdon visszafordíthatatlan disszipáció az energia ... Feltételes rezisztencia kijelölése a 2. ábrán látható.
A matematikai modell leírja a tulajdonságait az ellenállás, meghatározva
Ohm-törvény, a törvény.
u = Ri vagy i = Gu.
Itt, R és G - részáramkör paraméterek úgynevezett rendre co
ellenállás és vezetőképességű, G = 1 / R. Ellenállás mértékegysége az ohm (ohm) és vezetőképesség - a Siemens (SIM).
A pillanatnyi teljesítmény jut a rezisztencia
P R = ui = Ri 2 = Gu 2.
Elektromos energia által kapott ellenállás és hővé alakul át az időintervallum a t 1 és a t értéke 2 .:
t. e. képviseli az induktivitás a mágneses fluxus egységnyi aktuális társítva. Az SI rendszerben az induktivitás mértékegysége a henry
Ha a tekercs tartalmaz N azonos tekercsek (5b), a teljes mágneses fluxus (fluxuskapcsolódás)
ahol F „- folyasztószer átható minden fordulattal. Tekercs induktivitása ebben az esetben
Általában, a fluxus függés a jelenlegi nemlineáris (6. ábra a), ezért az induktivitás is nemlineáris.
Közötti kommunikáció a jelenlegi és a feszültség a tekercs alapján határozzák meg a törvény az elektromágneses indukció, ahol a fluxuskapcsolódás változást okoz EMF öninduktivitása
számszerűen egyenlő és ellenkező előjellel a változási sebességének a teljes mágneses fluxus.
Ha az induktivitás független áram, akkor az értéket
u L = - e L = L dt di
Ez az úgynevezett feszültség (vagy feszültségesés) az egész tekercset. Az utolsó kifejezés az következik, hogy a jelenlegi az indukciós
i L (t) = L - ∫ ∞ u L dt.
azaz által meghatározott határolt területen u L (7. ábra) a feszültség görbét.
Pillanatnyi teljesítmény értelme a sebesség megváltoztatásához a tárolt energia a mágneses mezőben:
p L = u L i = Li dt di.
A tárolt energia az induktor mágneses mező egy tetszőleges időben t határozza meg a képlet
Ott tartják, hogy amikor - ∞ ≤ t ≤ 0, az áram a tekercs nulla. Ha egy része mágneses fluxus társított L tekercs 1. kapcsolódik egyetlen
átmenetileg és egy L tekercs 2., hogy ezek a tekercsek egy paraméter MS nevezett
Vai kölcsönös induktivitás. Kölcsönös induktivitás határozzák meg, mint az arány fluxus az egyik tekercs a kölcsönös indukció a jelenlegi, a másik
Az első és a második tekercs által indukált e. d. a. kölcsönös indukció egyenlő
e 1 M = - 12 dF dt = - M di dt 2; E 2 M = - 21 dF dt = - M di dt 1.
Ezek a kifejezések érvényesek, azzal a feltétellel, hogy M független az áramokat a két tekercs.
A kölcsönös induktivitás mérünk továbbá Henry (H).
Kapacitás elem az úgynevezett idealizált áramkör jellemző tele az áramkörben az elektromos mező energiát. Symbol induktivitás a 8. ábrán látható.
Amikor összefoglalja a két elektróda (9. ábra, a) a feszültség felhalmozott rájuk azonos nagyságú és ellentétes előjelű díjak + q és a környező térben egy elektromos erőteret.
Szerint a Gauss-tétel - Ostrogradskii fluxus E elektromos elmozdulásvektorból D