Все по электронике от Мосина / Slides_Eltech_2015 (1-2)

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Основные понятия и величины электрической цепи

В соответствии с законом электромагнитной индукции ЭДС

равна

uL

eL d

uL d

d Li

dt

i dL

L di

Выразим напряжение самоиндукции

dt

dt

dt

dt

Для линейной цепи

i dL 0, L const, uL L di .

dt

dt

Определим мгновенную мощность

di

p(t) > 0: накопление энергии в МП;

p t

ui

Li dt .

p(t) < 0: возвращение энергии в источник;

p(t) = 0: если ток i постоянный.

31

© С. Г. Мосин, 2007-2015

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Основные понятия и величины электрической цепи

Емкость – идеальный элемент цепи, в котором энергия

источника запасается в виде энергии электрического поля и

возвращается без потерь в источник.

Реальным элементом цепи, обладающим таким свойством,

является конденсатор.

Внутри конденсатора в диэлектрике протекает

ток смещения, вызванный изменением во

времени вектора электрического смещения D.

Считаем, что ток проводимости

численно равен току смещения, тогда

i

пр

i

dD .

смещ

dt

© С. Г. Мосин, 2007-2015

32

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Основные понятия и величины электрической цепи

Вектор электрического смещения связан с напряженностью

поля D = E , где – диэлектрическая проницаемость; Е –

напряженность электрического поля.

Величина емкости определяется отношением заряда к

напряжению

C

Q .

Единица измерения – фарад (Ф).

U

Емкость не зависит ни от заряда Q, ни от напряжения u, а

определяется диэлектрической проницаемостью среды и

геометрическими размерами: площадью S и расстоянием

между пластинами d.

S ,

8.85·10 12 Ф / м

Для плоского конденсатора: C

0

0

d

© С. Г. Мосин, 2007-2015

33

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Основные понятия и величины электрической цепи

Ток i(t) связан с зарядом Q выражением

i t dQ

u dC

C du .

dt

dt

dt

Для линейной цепи

dC

0;

C const; i t C

du

u

dt

dt .

Напряжение на емкости

u

C

1 i t dt

C

Мгновенная мощность ЭП емкости: p t uC t iC t CuC t

duC

t

.

dt

p(t) = 0: если напряжение u постоянно.

34

© С. Г. Мосин, 2007-2015

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Источники энергии электрической цепи

Источником ЭДС (напряжения)

называется такой идеализированный

источник, напряжение которого не

зависит от тока во внешней цепи.

Реальные источники напряжения

обладают внутренним сопротивлением.

© С. Г. Мосин, 2007-2015

35

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Источники энергии электрической цепи

Источник тока – идеализированный

источник, ток которого не зависит от

напряжения на внешних зажимах.

Реальные источники тока

обладают внутренним сопротивлением.

Рассмотренные источники относятся к независимым

(неуправляемым) источникам.

36

© С. Г. Мосин, 2007-2015

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Источники энергии электрической цепи

Эквивалентное преобразование источников тока и напряжения.

I = E / (Rв + R) I = J* Rв / (Rв + R) =

E / Rв * Rв / (Rв + R) = E / (Rв + R)

© С. Г. Мосин, 2007-2015

37

© С. Г. Мосин, 2007-2015

38

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Источники энергии электрической цепи

Зависимый источник напряжения,

управляемый напряжением (ИНУН).

Управляемой величиной является

напряжение u1, приложенное к входной

ветви. Выходная ветвь содержит источник

напряжения, величина которого u2

пропорциональна напряжению на входе.

Коэффициент пропорциональности

e2 u2

uu1

и = u1 / u2 – коэффициент передачи по

напряжению.

© С. Г. Мосин, 2007-2015

39

Лекция 1. Основные законы

теории цепей

Источники энергии электрической цепи

Зависимый источник напряжения,

управляемый током (ИНУТ).

Управляющей величиной является ток i1

входной ветви. Выходная ветвь

содержит источник напряжения, величина

которого u2 пропорциональна i1.

Коэффициент пропорциональности

e2 u2

Z i1

Z = u2 / i1 – передаточное сопротивление.

© С. Г. Мосин, 2007-2015

40