4) Принцип наложения (суперпозиции). Метод наложения.

Принцип наложения является фундаментальным свойством линейных цепей: реакция линейной цепи при одновременном действии нескольких независимых источников равна сумме реакций, получающихся при действии каждого источника в отдельности. Метод наложения основан на определении токов или напряжений в одной и той же ветви при поочередном действии независимых источников и последующем сложении этих токов. Метод узловых напряжений – метод расчета электрических цепей, в котором независимыми переменными являются напряжения узлов цепи относительно выбранного базисного узла. Уравнения составляют на основе первого закона Кирхгофа. Если принять потенциал базисного узла равным нулю, то узловые напряжения будут равны потенциалам соответствующих узлов. Поэтому метод называют также методом узловых потенциалов.

5) Теорема об эквивалентном двухполюснике (Теорема Тевенина и Нортона).

Линейную цепь с двумя внешними зажимами можно представить эквивалентной схемой, состоящей из последовательно соединенных независимого источника напряжения и резистора. Напряжение источника равно напряжению холостого хода двухполюсника, а сопротивление резистивного элемента равно входному сопротивлению двухполюсника.

Поскольку напряжение источника равно напряжению холостого хода, сопротивление резистора (и, следовательно, входное сопротивление цепи) равно отношению напряжения холостого хода к току короткого замыкания. (Тевинин)

Аналогичным образом можно показать, что линейный двухполюсник можно представить эквивалентной схемой, состоящей из параллельно соединенных источника тока и резистора. (Нортон)

При определении параметров двухполюсной цепи с управляемыми источниками необходимо рассчитать эту цепь дважды: 1. Для определения напряжения холостого хода при разомкнутых внешних зажимах; 2. Для определения тока короткого замыкания при закороченных внешних зажимах.

6) Характеристики эквивалентного двухполюсника. Передача энергии от эквивалентного двухполюсника нагрузке. Режим согласованной нагрузки.

Ток в цепи: I = E / Rг + Rн

Напряжение на зажимах двухполюсника: Uн = Eг - RгI

Если уменьшать сопротивление нагрузки, ток двухполюсника будет увеличиваться, а напряжение на внешних зажимах — уменьшаться. В пределе, когда сопротивление R_н станет равным нулю, напряжение двухполюсника упадет до нуля, а ток достигнет максимального значения. Такой режим работы двухполюсника называют режимом короткого замыкания. Ток двухполюсника в этом режиме называют током короткого замыкания. Его величина ограничена только сопротивлением двухполюсника: Iкз = Eг / Rг

Если увеличивать сопротивление нагрузки, ток двухполюсника будет уменьшаться. В пределе при Rn->0 ток I = 0 . Такой режим двухполюсника называют режимом холостого хода. В этом режиме напряжение на внешних зажимах двухполюсника равно напряжению источника:

Режим работы эквивалентного двухполюсника, при котором сопротивления двухполюсника и нагрузки равны, и двухполюсник отдает во внешнюю цепь максимальную мощность, называют режимом согласованной нагрузки. В режиме согласованной нагрузки КПД 50%, т.е. половина мощности теряется в двухполюснике. 12) Индуктивный и емкостный элементы. Их основные свойства. Индуктивным называют идеализированный двухполюсный элемент, поведение которого определяется зависимостью между током и потокосцеплением — вебер-амперной характеристикой. В идеальном индуктивном элементе происходит запасание магнитной энергии, связанное с прохождением тока, потери и запасание электрической энергии отсутствуют. Емкостным называют двухполюсный элемент, поведение которого определяется зависимостью между напряжением Uc и зарядом Q — кулонвольтной характеристикой. В идеальном емкостном элементе происходит запасание электрической энергии, связанное с прохождением тока, потери и запасание магнитной энергии отсутствуют. 13) Переходные процессы в RC-цепях первого порядка. Постоянная времени RC-цепи. Реакция при нулевом входе и нулевом начальном состоянии. Порядок расчета. Обозначим  = RэC. Величину   называют постоянной времени.   Уравнение будет содержать только первое слагаемое, если в цепи отсутствуют независимые источники. По этой причине первое слагаемое в называют реакцией при нулевом входном сигнале(реакцией при нулевом входе). Если начальные условия нулевые (т. е.   = 0), то формула содержит только второе слагаемое, которое называют реакцией при нулевом начальном состоянии. Порядок: 1) Анализируем цепь в момент, предшествующий коммутации (т. е. при t = 0-), и определяем независимые начальные условия — напряжение U_c(0) или ток I_L(0). 2) Анализируем цепь при t = 0+ и находим начальные значения искомых токов и напряжений. Индуктивный элемент при этом заменяем источником тока I_L(0)., а емкостный – источником напряжения U_c(0) . 3) Рассчитываем установившиеся значения искомых токов и напряжений, анализируя цепь в момент времени t->inf. Если в цепи действуют источники постоянного напряжения и тока, зажимы, к которым подключен емкостный элемент, размыкаем, а зажимы индуктивного элемента закорачиваем. 4) Определяем входное сопротивление резистивной цепи со стороны зажимов, к которым подключены индуктивный или емкостный элемент. Рассчитываем постоянную времени цепи по формуле  5) Решение записываем в виде