🗊Презентация Элементы линейных электрических цепей

Инженерное воплощение элементов ЭЦ представляют собой электронные приборы, к которым относят дискретные элементы и компоненты, а также интегральные схемы (ИС). Инженерное воплощение элементов ЭЦ представляют собой электронные приборы, к которым относят дискретные элементы и компоненты, а также интегральные схемы (ИС). Пассивные дискретные элементы предназначены для перераспределения электрической энергии: резисторы, конденсаторы, индуктивности, трансформаторы, интегральные схемы (ИС) в виде наборов пассивных элементов. К активным относят такие компоненты, которые способны преобразовывать электрические сигналы и усиливать их мощность. Это диоды, транзисторы, тиристоры, ИС и т.д.

Резистор – элемент, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую (иногда – в механическую или химическую). Резистор – элемент, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую (иногда – в механическую или химическую). Резистор – всегда потребитель энергии. Резистор При выбранных положительных направлениях ток и напряжение на резисторе связаны соотношением Здесь φа, φб – потенциалы точек «а» и «б»; R – сопротивление резистора. Если величина R = const (не зависит от протекающего тока либо приложенного напряжения), то резистор называется линейным. Для такого резистора при протекании через него переменного тока i(t) напряжение по форме повторяет ток. Рассмотрим случай, когда

В установившемся синусоидальном режиме напряжение и ток в резисторе по фазе совпадают (одновременно проходят через ноль, одновременно достигают максимума. В установившемся синусоидальном режиме напряжение и ток в резисторе по фазе совпадают (одновременно проходят через ноль, одновременно достигают максимума. Если ток То напряжение на резисторе R Амплитудные значения напряжения и тока в резисторе связаны соотношением UmR = RIm

Индуктивность– элемент, запасающий электрическую энергию в магнитном поле. Запасенная энергия при соответствующих условиях может быть полностью возвращена источнику. Идеальная индуктивность – только накопитель энергии, свойствами необратимого потребления энергии не обладает Индуктивность– элемент, запасающий электрическую энергию в магнитном поле. Запасенная энергия при соответствующих условиях может быть полностью возвращена источнику. Идеальная индуктивность – только накопитель энергии, свойствами необратимого потребления энергии не обладает При выбранных положительных направлениях напряжение и ток в индуктивности связаны соотношением т.е. разность потенциалов на индуктивном элементе пропорциональна быстроте изменения тока во времени. Величина индуктивности L выступает как коэффициент пропорциональности между uL и скоростью изменения тока di/dt. Если ток в цепи то

Напряжение на индуктивности – гармоническая функция той же частоты, что и ток. Но фаза синусоидального напряжения на индуктивности превышает фазу тока на 90°. Кривая напряжения проходит через ноль на четверть периода раньше. Напряжение на индуктивности – гармоническая функция той же частоты, что и ток. Но фаза синусоидального напряжения на индуктивности превышает фазу тока на 90°. Кривая напряжения проходит через ноль на четверть периода раньше. Амплитуды напряжения и тока в индуктивности связаны соотношением UmL = ωLIm, его можно трактовать как закон Ома, причем роль сопротивления выполняет величина XL = ωL, называемая индуктивным сопротивлением. Заметим, что наряду с индуктивными свойствами, реальная индуктивность обладает резистивными потерями. Поэтому простейшая схема замещения реальной катушки содержит два идеальных элемента: индуктивность и резистор.

Емкость– элемент электрической цепи, запасающий энергию в электрическом поле. Идеальная емкость только накапливает энергию и при определенных условиях может вернуть ее полностью. Емкость– элемент электрической цепи, запасающий энергию в электрическом поле. Идеальная емкость только накапливает энергию и при определенных условиях может вернуть ее полностью. При положительных направлениях, напряжение и ток в емкости связаны соотношением где С – величина емкости (для линейного элемента С = const). Продифференцировав обе части последнего уравнения получим или

В синусоидальном режиме напряжение и ток в емкости – гармоники одной частоты, отличающиеся по фазе. Фаза тока в емкости превышает фазу напряжения на 90°. В синусоидальном режиме напряжение и ток в емкости – гармоники одной частоты, отличающиеся по фазе. Фаза тока в емкости превышает фазу напряжения на 90°. Амплитуды напряжения и тока в емкости связаны соотношением которое также можно трактовать как закон Ома, роль сопротивления выполняет величина Хс = 1 /(ωС), называемая емкостным сопротивлением. Заметим, что реальный конденсатор проявляет и резистивные свойства (главным образом по причине несовершенства изоляции между обкладками).

Электронные цепи, в данной дисциплине, мы будем изучать, используя моделирование электронных схем в программе Multisim 14 Электронные цепи, в данной дисциплине, мы будем изучать, используя моделирование электронных схем в программе Multisim 14

Топология электронных цепей Топология электронных цепей К топологическим элементам относятся ветви, узлы, контуры. Ветвь – участок, содержащий один или несколько последовательно включенных элементов (через все элементы ветви течет один и тот же ток). Узел – место соединения трех и большего числа ветвей. Контур – замкнутый путь, проходящий по одной или нескольким ветвям. Ни один элемент при обходе контура не должен встречаться дважды. Независимые контуры – это понятие относится к совокупности контуров. (каждый следующий контур независим по отношению к ранее выбранному, если в него входит хотя бы одна новая ветвь)

Сколько ветвей, узлов и независимых контуров в цепи? Сколько ветвей, узлов и независимых контуров в цепи?

Сколько ветвей, узлов и независимых контуров в цепи? Сколько ветвей, узлов и независимых контуров в цепи?

Если В – число ветвей схемы, У – число узлов. Можно доказать,что число независимых контуров n = В - (У - 1). Если В – число ветвей схемы, У – число узлов. Можно доказать,что число независимых контуров n = В - (У - 1). Расчетная модель цепи реального электротехнического устройства имеет право на существование до тех пор, пока не нарушаются законы Кирхгофа. По этой причине например, недопустим к рассмотрению случай последовательного включения двух различных по интенсивности идеальных источников тока (нарушается первый закон Кирхгофа). Аналогично мы не можем рассматривать два идеальных источника ЭДС различной интенсивности, включенных параллельно (нарушается второй закон Кирхгофа).

Первый закон Кирхгофа формулируется следующим образом: алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю. Первый закон Кирхгофа формулируется следующим образом: алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю. Подтекающие и оттекающие токи должны учитываться в алгебраической сумме с различными знаками. Число независимых уравнений по первому закону Кирхгофа на единицу меньше числа узлов. Например, для узлов 1,2,3 цепи, показанной на рис. при указанных положительных направлениях токов уравнения имеют следующий вид: i1 + i3 – i2 = 0; i6 – i1 – i4 = 0; i4 - i5 - i3 = 0. Уравнение для четвертого узла представляет собой линейную комбинацию записанных трех уравнений и не является независимым. Таким образом, для цени, содержащей У узлов, можно записать У - 1 независимых уравнений по первому закону Кирхгофа.

Число независимых уравнений по второму закону Кирхгофа равно числу независимых контуров. Для контуров I, II, III при показанном направлении их обхода уравнения имеют вид Число независимых уравнений по второму закону Кирхгофа равно числу независимых контуров. Для контуров I, II, III при показанном направлении их обхода уравнения имеют вид

ЗАКОН ОМА (по имени немецкого физика Г. Ома (1787-1854)) – единица электрического сопротивления. Обозначение Ом. Ом ЗАКОН ОМА (по имени немецкого физика Г. Ома (1787-1854)) – единица электрического сопротивления. Обозначение Ом. Ом Сопротивление проводника, между концами которого при силе тока 1 А возникает напряжение 1 В. Определяющее уравнение для электрического сопротивления R= U / I. ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА (по имени английского физика Дж.П.Джоуля и русского физика Э.Х.Ленца) Закон, характеризующий тепловое действие электрического тока. ЗАКОНЫ КИРХГОФА (по имени немецкого физика Г.Р.Кирхгофа (1824-1887)) – два основных закона электрических цепей. Первый закон устанавливает связь между суммой токов, направленных к узлу соединения (положительные), и суммой токов, направленных от узла (отрицательные). ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА один из основных законов электромагнитного поля. Устанавливает взаимосвязь между магнитной силой и величиной тока, проходящего через поверхность. Намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. ЗАКОН ЛЕНЦА - основное правило, позволяющее установить направление возникающей э.д.с. индукции. Согласно закону Ленца это направление во всех случаях таково, что ток, созданный возникшей э.д.с., препятствует тем изменениям, которые вызвали появление э.д.с. индукции. ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.