3. Элементы, рассеивающие энергию. Резисторы.
Любой
двухполюсник называется двухполюсником
резистивного типа,
если ток и напряжение на нем связаны
соотношением
,
где
- алгебраическая функция, т.е. не содержащая
производных и интегралов.
Источник ЭДС – элемент резистивного типа.
Исходя из определения, двухполюсник резистивного типа может быть задан своей вольт-амперной характеристикой. В зависимости от видов характеристик, существует несколько классификаций двухполюсников резистивного типа.
1
.
- резистивный элемент, управляемый
током. В этом случае:
для любого
из области определения
существует одно и только одно значение
напряжения;в
торой
параметр
говорит о том, что резистивный двухполюсник
может быть параметрическим.
2.
- резистивный элемент, управляемый
напряжением.
(
пример
– туннельный диод). Он не является
управляемым током, поскольку существует
более одного значения напряжения для
одного значения тока.
3.
Монотонный элемент – двухполюсник
резистивного типа, управляемый
одновременно и током, и напряжением.
Пример – характеристика обычного
диода:
Это
означает, что
- обратима, т.е. существует обратная
,
которая определена однозначно.
Важным
частным случаем является линейный
резистивный двухполюсник:
,
или для время-инвариантных элементов,
- закон Ома для линейного время-инвариантного
резистора. 
4. Двухполюсник индуктивного типа.
Они
призваны накапливать энергию в магнитном
поле. Характеризуются двухполюсники
индуктивного типа магнитным потоком
.
Если
с неким постоянным коэффициентом
,
то говорим о линейном время-инвариантном
двухполюснике индуктивного типа.
,
и обратно:
Вопрос: может ли на зажимах линейного время-инвариантного двухполюсника индуктивного тока поддерживаться постоянное напряжение, отличное от нуля?
Р
ешение:
если у нас есть постоянное напряжение,
то ток будет линейной характеристикой
(см. рисунок). Если мы сумеем обеспечить
нарастание тока по линейному закону
(например, переходной процесс: суперпозиция
экспонент, разложение в ряд, первые два
члена которого будут содержать только
нулевую и первую степень аргумента
–линейная функция – но это для начального
момента времени, переходного
процесса!),
то и напряжение на зажимах будет
постоянным.
Ответ: может.
Вопрос: может ли на зажимах линейного время-инвариантного двухполюсника индуктивного тока поддерживаться постоянное напряжение в установившемся процессе?
Ответ: не может.
Нужно внимательно следить за постановкой вопроса, особенно на экзамене
Из полученных выше соотношений следует, что индуктивность является дифференциатором тока (производной по току) и интегратором напряжения.
Единицы измерения индуктивности – Генри.
5. Емкость.
Характеристикой емкости является заряд. Если заряд пропорционален напряжению с некоторым постоянным коэффициентом С, то имеем дело с линейным время-инвариантным двухполюсником емкостного типа:
Известно,
что
,
Тот же вопрос: может ли через емкость протекать постоянный ток? Ответ: может, если мы обеспечим линейно возрастающее напряжение в переходном процессе. В постоянном режиме – не может.
Емкость является дифференциатором напряжения и интегратором тока