Управляемые источники тока и напряжения

Управляемый источник – это идеальный активный элемент, выходная величина которого является функцией тока или напряжения некоторого участка цепи. Изменяющийся параметр этого участка цепи является задающей (управляющей) функцией.

Напомним, что как для управляемых, так и для неуправляемых источников внутреннее сопротивление источника напряжения равно нулю, внутреннее сопротивление источника тока принимается равным бесконечности.

Рис. 2. 3. Управляемые источники: a) источник напряжения, управляемый напряжением; б) источник напряжения, управляемый током; в) источник тока, управляемый напряжением; г) источник тока, управляемый током  

Различают четыре типа управляемых источников, схематичный вид которых приведен на рис. 2.3

i i_упр i u_упр а) u б) u е = f(u_упр) е = f(i_упр) I i i_упр u_упр в) u г) u j = f(u_упр) j = f(i_упр)  

Из рассмотрения рис.2. 3 следует, что между током или напряжением управляемого источника, например, параметром у, и управляющим воздействием х, устанавливается функциональная зависимость, которая в частном случае может иметь вид

, (2.5)

где К_упр – коэффициент управления;

у = u или у = i; х = u или х = i.

Если коэффициент управления в выражении (2.5) является постоянным, то управляемый источник называется линейно управляемым источником.

Отметим, что если параметры источника энергии изменяются вручную оператором, то такой регулируемый источник в теории электротехники не относится к управляемым.

Рассмотренные управляемые источники напряжения и тока широко применяются в схемах замещения различных реальных электровакуумных и полупроводниковых приборов при изучении радиотехники.

2.2. Схемы электрических цепей

Схема электрической цепи – это графическое изображение совокупности условных обозначений ее элементов, показывающее соединение этих элементов. Электрические схемы цепей представляются структурными, функциональными, принципиальными, замещения, эквивалентными и др. видами.

В зависимости от характера соединения двухполюсных элементов различают неразветвленные и разветвленные ветви (цепи), классификационная схема которых представлена на рис. 2.4.

  Рис. 2.4. Классификационная схема соединения элементов ветвей

Примеры неразветвленной и разветвленной электрических ветвей (цепей) приведены на рис.2.5

Ветвь представляет собой участок электрической цепи, вдоль которого замыкается (протекает) один и тот же ток. Ветвь может состоять из одного или нескольких последовательно соединенных между собой идеализированных двухполюсных элементов. Каждую ветвь можно рассматривать как двухполюсник.

i_R1 R₁ R₂ i_R2 i_j i_e L C e j u_j R u_R L u_L u_C C i_C i_L i_R i_L i_C   a) б) Рис.2.5. Схемы неразветвленной (последовательной) (а) и разветвленной (параллельной) (б) электрических цепей

По виду математического описания ветвей (уравнений ветвей) они подразделяются на вырожденные и невырожденные. Уравнения невырожденной ветви устанавливают связь между её током и напряжением, Уравнение вырожденной ветви задает напряжение или ток ветви, но не позволяет по известному напряжению определить ее ток или по заданному току найти напряжение. Другими словами, ток и напряжение вырожденной ветви не зависят друг от друга. Примерами вырожденных ветвей служат цепи, составленные только из идеальных источников напряжения, и ветви, содержащие только идеальные источники тока.

Ветви нумеруют арабскими цифрами, начиная с единицы. Удобно, чтобы номера ветвей совпадали с номерами соответствующих токов. В этом случае номера ветвей можно не указывать.

Узлом называется место соединения трех и более ветвей. Узлы на схемах обозначают точками и нумеруют, начиная с нуля. Удобно заземленный узел обозначать нулевой цифрой.

Контуром принято называть любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям цепи так, что ни одна ветвь и ни один узел не встречаются дважды.

Контур характеризуют направлением обхода (порядком перечисления ветвей), который выбирают произвольно и указывают изогнутой стрелкой (см. рис. 2.5, б).

Таким образом, рассмотрены неуправляемые (независимые) идеальные и реальные источники напряжения и тока, а также идеальные управляемые источники электрической энергии. Уделено внимание порядку изображения составных частей (ветви, узлы, контуры) электрической схемы.

Тест 5

Дата добавления: 2014-01-15