Коновалюк МА - весна 2021 (1 сем.) / 01 ЛК - Основные понятия ЭЦ
.pdf
Кафедра «Теоретическая радиотехника»
www.mai-trt.ru
ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Коновалюк М.А. konovaluk@mai-trt.ru
Лекция № 1 – СОДЕРЖАНИЕ
Основные понятия теории цепей
•понятие цепи
•понятие сигнала
•ток
•напряжение
•мощность
•энергия
Литература
2
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ
Электрическая цепь – это совокупность взаимосвязанных компонентов, служащая для обработки сигналов в виде токов и напряжений.
Компоненты цепи: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, микросхемы, и т.д.
Модели компонентов: сопротивление, емкость, индуктивность, источник напряжения или тока, и т.д.
Модель цепи – это схема взаимосвязанных элементов.
3
ПРИМЕРЫ СИГНАЛОВ
Для математического описании цепей используют модели компонентов и сигналов.
Сигнал – это некоторая функция времени или частоты, несущая в себе информацию (речь, музыка и др.) или шум.
Модель сигналов – ток или напряжение определенной формы (постоянный, гармонический, и т.д.)
( ), Кл
,
0 |
|
2 |
3 |
4 |
4
ТОК
Током называется скорость изменения заряда, накопленного в элементе, во времени:
( ) Кл ( ) = , с = А
Обозначение: = =
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= − |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элемент |
|
|
|
|
|
( ), А |
Заряд, накопленный в элементе: |
||||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
3 4 |
|
|
|||||||||
|
|
, |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= = 4 = |
||
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
=4 |
|||||||
− |
|
|
|
|
|
= |
|
′ ′ = 0 [Кл] |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
НАПРЯЖЕНИЕ
Напряжение (разность потенциалов) – это работа,
совершаемая по перемещению заряда из одной точки схемы в
другую.
Дж= , Кл = В
Обозначение: = =
Элемент
′ = −
Стрелка показывает положительное направление (от большего потенциала к меньшему).
6
МОЩНОСТЬ И ЭНЕРГИЯ
Пример
( ), кВт |
0 |
= 0[кВт ч ] |
2
, ч
0 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
, кВт ч
0 + 4
0 + 2
0
, ч
0 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
8
МОЩНОСТЬ И ЭНЕРГИЯ
Мощность характеризует взаимодействие тока и напряжения в элементе.
= |
|
= |
|
|
|
= ( ) ( ) |
Дж |
= Вт = А В |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||
Мощность определяет скорость отдачи (p < 0) или накопления (p > 0) энергии элементом.
Энергия – работа, совершаемая электрическим током, в элементе.
|
|
|
= |
′ ′ = 0 + |
′ ′ [Вт = Дж] |
−∞ |
|
0 |
7
МОЩНОСТЬ И ЭНЕРГИЯ
Пример. Батарейка (1) и горящая лампочка (2)
=
= |
|
|
1 |
2 |
1 = − < 0;
2 = > 0;
1 + 2 = 0,
– уравнение баланса мощности
9
Лекция № 1 – СОДЕРЖАНИЕ
Основные понятия теории цепей
•понятие цепи
•понятие сигнала
•ток
•напряжение
•мощность
•Энергия
Литература
10