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 определениясуществует одно и только одно значение напряжения;

• второй 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.

Двухполюсник индуктивного типа.

Они призваны накапливать энергию в магнитном поле. Характеризуются двухполюсники индуктивного типа магнитным потоком . Еслис 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?

Решение: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 вустановившемся 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.

Взаимная индуктивность.

Это уже не двухполюсник, а четырехполюсник: 2 входных и 2 выходных зажима.

* * - одноименные зажимы.

Коэффициент взаимной индукции:

, где- коэффициент связи, лежащий в диапазоне;

• если , то имеем дело с несвязанными индуктивностями;

• если (полная связка), то имеем дело с идеальным трансформатором.

Если входной и выходной токи втекают или вытекают из одноименных зажимов, то имеем дело с согласным включением. Иначе – встречное включение (на рисунках ниже - входной ток,- выходной ток). Т.е. если сначала и входной, и выходной токи сначала проходят зажим, а затем заходят в катушку (сначала оба проходят катушку, а потом оба входят в зажим), то речь идет осогласном включении. В противном случае (один из токов втекает в зажим, а потом идет в катушку, а другой, наоборот, сначала проходит катушку, а потом – в зажим), то имеем дело совстречным включением.

СогласноеВстречное

или

При согласном включении слагаемое со взаимной индуктивностью имеет тот же знак, что и слагаемое с собственной индуктивностью (а знак перед этим слагаемым зависит от условного направления тока в данной индуктивности). При встречном включении – наоборот, знаки противоположны.