Вольт-амперная характеристика

ИТУН - Источник тока управляемый напряжением (бесконечно большие входное и выходное сопротивления; минус, потому что принято другое направление тока I2)

ИНУН - Источник напряжения управляемый напряжением (бесконечно большое входное сопротивление и бесконечно малое выходное)

ИНУТ - Источник напряжения управляемый током (бесконечно малые входное и выходное сопротивления)

Билет 10. Пассивные идеализированные элементы эл. цепи: сопротивление, емкость, индуктивность.

Элементом электрической цепи называют идеализированное устройство, отображающее какое-либо из свойств реальной электрической цепи.
В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы. Первые вносят энергию в электрическую цепь, а вторые ее потребляют.

К пассивным элементам электрических цепей относят:
1) Резистивный элемент(учитывает преобразования электрической энергии в другие виды энергии). Обладает Сопротивлением – R (Ом)
В простейшем случае проводника длиной l и сечением S его сопротивление определяется выражением:

2) Индуктивный элемент (учитывает энергию магнитного поля катушки, а также ЭДС самоиндукции). Обладает индуктивностью – L(Гн)

Индуктивность определяется отношением потокосцепления к току, протекающему по виткам катушки.

.
3) Ёмкостной элемент (учитывает энергию электрического поля конденсатора).

Конденсатор – это пассивный элемент, характеризующийся емкостью. Для расчета ёмкости необходимо рассчитать электрическое поле в конденсаторе. Емкость определяется отношением заряда q на обкладках конденсатора к напряжению u между ними.

Эквивалентная схема с пассивными идеализированными элементами выглядит так:

Билет 11. Активные идеализированные элементы эл. цепи: источник напряжения, источник тока. Условия эквивалентности источника напряжения и источника тока.

Элементом электрической цепи называют идеализированное устройство, отображающее какое-либо из свойств реальной электрической цепи.
В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы. Первые вносят энергию в электрическую цепь, а вторые ее потребляют.

Активными называются элементы цепи, которые отдают энергию в цепь, т.е. источники энергии. Существуют независимые и зависимые источники. Независимые источники: источник напряжения(ЭДС) и источник тока.

Источник напряжения(ЭДС) - идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока.

Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения(ЭДС) = 0
Идеальный источник ЭДС обладает маленьким сопротивлением.

Источник тока – это идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.
Идеальный источник тока обладает бесконечно большим внутренним сопротивлением.
А реальный источник тока обладает большим, но конечным сопротивлением.

Билет 12. Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов. Определение эквивалентного сопротивления, напряжения и тока на отдельных резисторах.

Резистор – устройство, обладающее сопротивлением(R). Устанавливается в цепь для снижения тока(I).

Существуют три вида соединения:

1)Последовательное.
При последовательном соединении:
а) Сила тока (I) во всех участках цепи одинакова

I=I₁=I₂=I_n

б) Напряжение во внешней цепи равно сумме напряжений отдельных участков.

U=U₁+U₂

в) Эквивалентное сопротивление определяется:

R_экв=R₁+R₂(для 2-х резисторов)

2) Параллельное.

При параллельном соединении:

а) Ток, до и после разветвления одинаков и равен сумме токов отдельных участков.

I=I₁+I₂

б) Напряжение во всех участках цепи одинаково
U=U1=U2

в) Общее эквивалентное сопротивление определяется:

3) Смешанное соединение.

Смешанное соединение резисторов является комбинацией последовательного и параллельного соединения. Иногда подобную комбинацию называют последовательно-параллельным соединением.

Напряжение, ток и эквивалентное сопротивление цепи при смешанном соединении обычно определяют методом преобразования, при котором сложную цепь последовательными этапами преобразовывают в простейшую.
Вначале определяют характеристики последовательно включенных резисторов, а затем определяют характеристики параллельно включенных сопротивлений.

13)Закон Ома

Данный закон очень удобно применять для ветви электрической цепи. Позволяет определить ток ветви при известном напряжении между узлами, к которым данная ветвь подключена. Также позволяет буквально в одно действие рассчитать одноконтурную электрическую цепь.

При применении закона Ома предварительно следует выбрать направление тока в ветви. Выбор направления можно осуществить произвольно. Если при расчете будет получено отрицательное значение, то это значит, что реальное направление тока противоположно выбранному.

Для ветви, состоящей только из резисторов и подключенной к узлам электрической цепиa и b (см. рис.) закон Ома имеет вид:

Соотношение (1.15) написано в предположении, что выбрано направление тока в ветви от узла a к узлу b. Если мы выберем обратное направление, то числитель будет иметь вид: (Ub-Ua). Теперь становится понятно, что если в соотношении (1.15) возникнет ситуация, когда Ub> Ua то получим отрицательное значение тока ветви. Как уже упоминалось выше, это значит, что реальное направление тока противоположно выбранному

Первый закон Кирхгофа

Данный закон применим к любому узлу электрической цепи.

Первый закон Кирхгофа - алгебраическая сумма всех токов, сходящихся в узле равна нулю.

Токи, наравленные к узлу, условно принимаются положительными, а направленные от него - отрицательными (или наоборот). На рисунке ниже изображен пример применения первого закона Кирхгофа для узла, в котором сходится 5 ветвей.

Более понятна для понимания другая формулировка первого закона Кирхгофа: сумма токов, направленных к узлу электрической цепи равна сумме токов, направленных от него.

Второй закон Кирхгофа

Данный закон применим к любому замкнутому контуру электрической цепи.

Второй закон Кирхгофа - в любом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений в отдельных сопротивлениях.

Для применения данного закона на практике, сначала необходимо выбрать замкнутый контур электрической цепи. Далее в нем произвольно выбирают направление обхода (по часовой стрелке, или наоборот). При записи левой части равенства ЭДС, направления которых совпадают с выбранным направлением обхода, принимаются положительными, в обратном случае - отрицательными. При записи правой части равенства положительными считают падения напряжения в тех сопротивлениях, в которых выбранное положительное направление тока совпадает с направлением обхода. В противном случае, падению напряжения следует присвоить знак " минус".