Пассивные двухполюсники

Идеальные элементы цепей

Чтобы описать динамическое состояние реальной цепи необходимо в каждой ветви установить связь между напряжением и током, которая может быть довольно сложной. Для упрощения описания в теории электрических цепей вводится понятие идеальных элементов цепи. Связь между напряжением и током на них вводятся формально на основании законов электромагнетизма.

Пассивными называются элементы цепи, которые не содержат источников энергии и не могут увеличивать энергию сигнала, действующего в цепи. Ниже приведём определения элементов для случая, когда они являются постоянными линейными.

Резистивность – идеальный элемент, в котором энергия электромагнитного поля преобразуется в теплоту и другие виды энергии. Условное графическое обозначение резистивности приведено на рис. 2.3а. Приложенное к резистивности напряжение и ток через нее связаны линейной зависимостью:

или . (2.1)

Коэффициенты R и G, характеризующие резистивность, называют сопротивлением и проводимостью и измеряют в омах (Ом) и сименсах (См) соответственно.

Емкость – идеальный элемент, способный запасать энергию в виде электрического поля. Условное графическое обозначение емкости приведено на рис. 2.3б. Напряжение на зажимах емкости и ток, протекающий через нее, связаны соотношением

или . (2.2)

Коэффициент С называют емкостью и измеряют в фарадах (Ф).

Индуктивность – идеализированный элемент, обладающий свойством накапливать энергию в виде магнитного поля. Условное графическое обозначение индуктивности приведено на рис. 2.3в. Ток в индуктивности с напряжением на ее зажимах связаны соотношением:

или . (2.3)

Коэффициент L называют индуктивностью и измеряют в генри (Гн).

а) б) в)

Рис.2.3. Условное графическое обозначение

а) резистивности, б) емкости, в) индуктивности

Не следует путать идеальные элементы цепей – резистивности, емкости, индуктивности с реальными элементами устройств – резисторами, конденсаторами, катушками индуктивности,имеющими такие же условные графические обозначения на принципиальных схемах!

При теоретическом анализе реальная цепь, представленная своей принципиальной схемой – соединением реальных элементов заменяется идеализированной цепью – моделью исходной цепи, составленной из идеальных элементов. Свойства модели приближенно, с той или иной степенью точности, определяют свойства исходной цепи. В электрической схеме модели реальные элементы представляются своими схемами замещения. Их выбор диктуется целями исследования. Чем точнее модель должна описывать свойства исходной цепи в данных условиях, тем большее количество факторов следует учитывать при выборе схемы замещения каждого реального элемента. Примеры схем замещения некоторых реальных элементов приведены в таблице 2.1.

Дата добавления: 2014-11-16