Линейни електрически вериги

Електрически верига се нарича набор от елементи, които образуват пътища за преминаване електрически ток… Електрическата верига се състои от активни и пасивни елементи.

Активни елементи разглеждат се източници на електрическа енергия (източници на напрежение и ток), пасивни елементи включват резистори, индуктори, електрически кондензатори.

Количествените характеристики на елементите на електрическа верига се наричат ​​нейни параметри… Например параметрите на източник на постоянно напрежение са негови ЕМП и вътрешно съпротивление… Параметърът на резистора е неговото съпротивление на бобината — неговата индуктивност L и кондензатора — капацитет C.

Ще бъде извикано напрежението или тока, подадени към веригата въздействащ или вход сигнал… Въздействащите сигнали могат да се разглеждат като различни функции на времето, вариращи според някои закони z(T)… Например z(T) могат да бъдат постоянни, да се променят във времето според периодичен закон или да имат апериодичен характер.

Напрежения и токове, възникващи под влияние на външни влияния в частта от електрическата верига, която ни интересува и които също са функции на времето NS (T), ще се обадим верижна реакция или уикенд сигнал.

Всеки пасивен елемент на реална електрическа верига има до известна степен активно съпротивление, индуктивност и капацитет. Въпреки това, за да се улесни изучаването на процеси в електрическа верига и нейното изчисляване, реалната верига се заменя с идеализирана, състояща се от отделни пространствено разделени елементи R, L, S.

В този случай се счита, че проводниците, свързващи елементите на веригата, нямат активно съпротивление, индуктивност и капацитет. Такава идеализирана верига се нарича верига с сгънати параметри, и изчисленията въз основа на него дават в много случаи резултати, които са добре потвърдени от опита.

NSЕлектрически вериги с постоянни параметри са такива такива вериги, в които съпротивленията на резисторите R, индуктивността на бобините L и капацитетът на кондензаторите C са постоянни, независими от токовете и напреженията, действащи във веригата. Такива елементи се наричат линейна.

Ако съпротивлението на резистора R не зависи от тока, тогава се изразява линейната връзка между спада на напрежението и тока Законът на Ом ur = R NS ir, и характеристиката ток-напрежение на резистора (е права линия (фиг. 1, а).

Ако индуктивността на бобината не зависи от стойността (на тока, протичащ в нея, тогава връзката на потока за самоиндукция на бобината ψ правопропорционален на този ток ψ= L NS iл (Фиг. 1, б).

И накрая, ако капацитетът на кондензатора C не зависи от напрежението uc, приложено към плочите, тогава зарядът q, натрупан върху плочите, и напрежението u° С са свързани помежду си чрез линейна връзка, графично показана на фиг. 1,v.

Ориз. 1. Характеристики на линейни елементи на електрическата верига: а — токово -волтална характеристика на резистора, б — зависимост на връзката на потока от тока в бобината, в — зависимост на заряда на кондензатора от напрежението през него.

Линейността на съпротивлението, индуктивността и капацитета е условна, тъй като v реалност всички реални елементи електрическа верига са нелинейни. И така, при преминаване ток през последния резистор загрява и съпротивлението му се променя.

Прекомерното увеличаване на тока във феромагнитна намотка може леко да промени нейната индуктивност. Капацитетът на кондензаторите с различни диелектрици се променя в една или друга степен, в зависимост от приложеното напрежение.

Въпреки това, в нормалния режим на работа на елементите, тези промени обикновено са толкова незначителни, че може да не бъдат взети предвид при изчисленията и такива елементи на електрическата верига се считат за линейни.

Транзисторите, работещи в режими, когато се използват праволинейни участъци с техните характеристики токово напрежение, също могат условно да се разглеждат като линейни устройства.

Електрическа верига, състояща се от линейни елементи, се нарича линейна електрическа верига. Линейни схеми се характеризират с линейни уравнения за токове и напрежения и заменен линейни еквивалентни схеми. Линейни еквивалентни вериги се състоят от линейни пасивни и активни елементи, волт-амперни характеристики които са линейни. За анализ на процесите в линейни електрически вериги се използват Законите на Кирхоф.