Скачиваний:
103
Добавлен:
01.05.2014
Размер:
268.29 Кб
Скачать

Предмет и аксиоматика тэц.

Теория электрических цепей основана на 2 постулатах:

  1. Исходное предположение заключается в том, что все электромагнитные процессы в любых электротехнических устройствах могут быть описаны с помощью только 2 фундаментальных понятий: тока и напряжения.

  2. Исходное допущение заключается в том, что плотность тока в каждой точке сечения любого проводника одна и та же, а напряжение между 2 любыми точками пространства изменяется по линейному закону.

Основные понятия:

  1. Ток – предел отношения количества электричества, переносимого заряженными частицами через некоторую поверхность за некоторый промежуток времени к этому промежутку времени, когда он стремится к нулю.

  2. Напряжение – предел отношения количества энергии, необходимого для переноса некоторого количества электричества из одной точки пространства в другую к этому количеству, когда оно стремится к нулю.

Основные определения:

  1. Энергия – мера способности объекта совершать работу.

  2. Мощность – скорость изменения энергии во времени.

  3. Элементы – идеализированные устройства, имеющие по два или более зажимов, все электромагнитные процессы в которых с достаточной для практики точностью могут быть описаны только основными понятиями теории цепей.

  4. Источники электромагнитной энергии – идеализированные устройства, имеющие два и более зажимов и предназначенные для генерации (преобразования) ЭМЭ.

  5. Электрическая цепь – совокупность элементов и источников, предназначенная для генерации, приема и преобразования токов и напряжений.

Пассивные элементы эц.

1) резистор – идеализированное устройство, имеющее два зажима, единственным ЭМ процессом в котором является безвозвратное потребление ЭМЭ и полный перевод ее в тепловую. Сопротивление – коэффициент пропорциональности между напряжением и током при линейной АВХ.

2) Емкость – идеализированное устройство, имеющее два зажима, единственным ЭМ процессом в котором является запасание и полный возврат энергии электрического поля.

3) Индуктивность - идеализированное устройство, имеющее два зажима, единственным ЭМ процессом в котором является запасание и полный возврат энергии магнитного поля.

Взаимное влияние мп.

МП первой индуктивности влияет на МП второй, следовательно, изменяет напряжение на второй в зависимости от изменения тока в первой. Аналогичные процессы происходят и с другой индуктивностью.

Независимые, зависимые и управляемые источники эмэ.

Независимые источники напряжения – идеализированные устройства, имеющие 2 зажима и отличающиеся тем, что напряжение на этих зажимах не зависит от величины и формы тока, протекающего между ними.

  1. Все свойства НИН описывает его АВХ

  2. Напряжение на зажимах ИН изменяется по своему собственному закону и не зависит от того, каким образом изменяется ток, протекающий через ИН.

  3. ИН нельзя разрушить. Может потреблять и отдавать любую мощность

  4. Из определения следует, что последовательно можно соединить любое количество разнополярных ИН. Параллельно можно соединить также любое количество ИН, но только однополярных и с одинаковым напряжением, которые можно заменить одним (справедливо и обратное)

  5. Удалить ИН – то же самое, сто U=0.

Независимые источники тока – идеализированные устройства, имеющие 2 зажима и отличающиеся тем, что ток, протекающий от одного зажима к другому не зависит от величины и формы напряжения на зажимах.

  1. Все свойства НИТ описывает его ВАХ

  2. Ток через зажимы ИТ изменяется по своему собственному закону независимо от изменения напряжения на его зажимах

  3. НИТ нельзя разрушить

  4. Параллельно можно соединять любое количество разнонаправленных ИТ, которые можно заменить одним. Последовательно можно соединять только однонаправленные ИТ с одинаковым током, которые можно заменить одним (справедливо и обратное)

  5. Удаление ИТ – то же самое, что обрыв зажимов

Зависимые источники.

Зависимый источник напряжения – идеализированное устройство, имеющее 2 зажима и отличающееся тем, что напряжение на этих зажимах зависит от величины и формы тока, протекающего между ними. Им можно заменить резистор, емкость или индуктивность.

Зависимый источник тока – идеализированное устройство, имеющее 2 зажима и отличающееся тем, что ток, протекающий от одного зажима к другому зависит от величины и формы напряжения на зажимах. Им можно заменить резистор, емкость или индуктивность.

Управляемые источники.

Идеализированные устройства, имеющие пару входных и пару выходных зажимов, содержащие ЗИН или ЗИТ на выходе, причем напряжение или ток на выходе зависят от напряжения или тока на входе, отличающиеся тем, что мощность на входных зажимах равна 0, а на выходных моет быть отлична от 0. В этом заключается принцип усиления: изменяя сигнал нулевой (в идеале) мощности на входе можно управлять сигналом ненулевой мощности на выходе.

Источник напряжения управляемый напряжением.

Источник напряжения управляемый током.

Источник тока управляемый напряжением.

Источник тока управляемый током.

Моделирование реальных электротехнических устройств с помощью идеализированных элементов и источников. Линеаризация нелинейных характеристик реальных электротехнических устройств. Активные элементы электрических цепей.

Реальные ЭТУ не обладают свойствами идеализированных элементов, в частности не могут безгранично генерировать, запасать и потреблять ЭМЭ. Однако с помощью совокупности идеализированных элементов и источников можно описать реальное устройство. И это будет справедливо до тех пор пока результаты расчета и эксперимента будут с применимой для практики точностью совпадать.

Пример: соединив последовательно идеальный ИН и резистор получим модель источника с ограниченной мощностью.

Линеаризацию характеристик требуется выполнять с предельной осторожностью, так как в частности одним из свойств нелинейных систем является способность скачкообразно изменять свои характеристики при плавном изменении внешних условий. Однако можно утверждать, что если нелинейная характеристика изменяется плавно, то в малой окрестности рабочей точки ее можно линеаризовать.

Активные элементы ЭЦ.

Идеализированные устройства, имеющие несколько пар зажимов, часть из которых входные, а другие выходные, отличающиеся тем, что изменяя сигнал малой (нулевой) мощности на входе можно управлять сигналом ненулевой (большой) мощности на выходе. Из определения следует, что активный элемент обязательно содержит управляемый источник.

Линейная модель триода.

Входные зажимы: С – сетка, К – катод

Выходные зажимы: А – анод, К – катод

Входные сигналы: U1(t) (C-K), i1(t)

Выходные сигналы: U2(t) (A-K), i2(t)

Выходные характеристики триода показывают зависимость тока анода от напряжения (А-К) при различных напряжениях (С-К).

В нормальном режиме работы триода ток i1(t)=0, а ток i2(t) зависит от напряжения U1(t) и U2(t). Тогда линейная модель триода составляется следующим образом: i1(t)=0, i2(t)=SU1(t)+GU2(t), где S – крутизна сеточной характеристики в окрестности рабочей точки, G – внутренняя проводимость триода в окрестности рабочей точки.

Соседние файлы в папке Шпаргалка по теории элекирмческих цепей