Лекция_7_Электрическая_цепь_и_элементы

1.

ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий и сельского хозяйства»
Лекция № 7
Электрическая цепь и ее элементы.

2.

i
Резистивным сопротивлением называют элемент ЭЦ,
обладающий только свойством необратимого рассеивания
энергии.
R, G
R = , G = 0
i R =0, G =
uR(t)
uR(t) = 0
uR(t) =
Короткозамкнутая цепь
Разомкнутая цепь
Математическая
модель,
описывающая
сопротивления определяется законом Ома
u (t )
i (t )
Gu(t )
R
свойства
2
резистивного
В
А
См В
Ом
Коэффициенты пропорциональности R и G называются сопротивлением и
проводимостью элемента и являются его количественной характеристикой
если R = const, ВАХ - линейная
Вольт-амперная характеристика (ВАХ)
если R = f(u), ВАХ - нелинейная
Мощность всегда положительна
2
2
т.к. резистор только потребляет
энергию, превращая ее в тепло
p u i R i G u 0

3.

i
Индуктивным элементом
называют идеализированный
элемент ЭЦ, обладающий только свойством накопления им энергии
магнитного поля.Математическая модель, описывающая свойства
индуктивного элемента определяется соотношением
L
Вб Гн А
L i
uL(t)
Коэффициент пропорциональности L называются индуктивностью и
является его количественной характеристикой.
если L = const, ВАХ - линейная
Вебер-амперная характеристика (ВАХ)
если L = f(u ,i), ВАХ - нелинейная
Связь между током и напряжением на индуктивном элементе
d
di
u (t )
L
dt
dt
di
pL u i L i
dt
1
i (t ) udt I 0
L
0
0
di
L i2
WL pL dt L i dt
0
dt
2
t
t

4.

i
Емкостным элементом
называют идеализированный
элемент ЭЦ, обладающий только свойством накапливать энергию
электрического поля.
Математическая модель, описывающая свойства
С
емкостного элемента определяется соотношением
q C u
uС(t)
Кл Ф В
Коэффициент пропорциональности С называются емкостью и является
его количественной характеристикой.
если С = const, ВКХ - линейная
Вольт-кулонная характеристика (ВКХ)
если С = f(u ,i), ВКХ - нелинейная
Связь между током и напряжением на емкостном элементе
dq
du
i (t )
C
dt
dt
du
pC u i C u
dt
1
u (t ) idt U 0
С
0
0
du
С u2
WC pC dt C u dt
0
dt
2
t
t

5.

Независимым
источником
напряжения
называют
идеализированный двухполюсный элемент ЭЦ, напряжение (ЭДС)
на зажимах которого независит от протекающего через него тока
(внутренне сопротивление равно нулю).
iИ
rВН
+
еИ
uИ
tg rВН
uИР
еИ
еИ
uИ
I
U Н I RН
rВН
+
еИ
u uИР еИ i rВН
uИР
RН
EИ RН
ЕИ
RН rВН 1 rВН
ЕИ
U Н lim
RН
1 rВН
ЕИ
RН
RН

6.

Независимым источником тока называют идеализированный
двухполюсный элемент ЭЦ, ток которого независит от напряжения
на его зажимах (внутренне сопротивление бесконечно велико).
iИ
iИР
tg rВН
+
iИ
iИ
u
iИ
gВН
u
uИ
i iИР iИ u g ВН
Свойства реальных источников с конечным внутренним сопротивлением rВН
можно моделировать с помощью независимых источников напряжения и тока
с дополнительно включенными резистивными сопротивлениями rВН или
проводимостью gВН.
При таком подходе свойства реальных источников напряжения и тока ближе
к свойствам идеальных источников, чем соответственно меньше их rВН или
gВН по сравнению с аналогичными параметрами нагрузки.

7.

Классификация электрических цепей
В зависимости от количества выводов, которыми элемент подключается к
электрической цепи различают: двухполюсники (резисторы, конденсаторы,
катушки индуктивности, диоды), четырехполюсники (транзисторы,
усилители, электрические фильтры) и многополюсники.
Изменение входных напряжений и токов обуславливает изменение токов и
напряжений в других элементах электрической цепи. Это изменение вдоль
конструкции распространяется в виде электромагнитной волны.
Цепи, размеры которых значительно меньше длины волны (l<< ),
считаются цепями с сосредоточенными параметрами (R,L,C сосредоточены в
отдельных элементах).
Цепи, размеры которых соизмеримы с длиной волны или больше (l ),
считаются цепями с распределенными параметрами ( каждый элемент
конструкции обладает R,L,C длинные линии).
ЛИНЕЙНЫЕ
ЦЕПИ
НЕЛИНЕЙНЫЕ
ЦЕПИ
Выполняется принцип Диоды, транзисторы, элементы
с нелинейной ВАХ
суперпозиции
ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ
ЦЕПИ
Процессы модуляции,
детектирования