mạch điện tuyến tính
Một mạch điện được gọi là một tập hợp các phần tử tạo thành các đường dẫn để đi qua điện… Một mạch điện bao gồm các phần tử tích cực và thụ động.
Phần tử tích cực được coi là nguồn năng lượng điện (nguồn điện áp và dòng điện), phần tử thụ động bao gồm điện trở, cuộn cảm, tụ điện.
Các đặc tính định lượng của các phần tử của mạch điện được gọi là tham số của nó... Ví dụ, các tham số của nguồn điện áp không đổi là EMF và điện trở trong… Thông số của điện trở là điện trở cuộn dây — độ tự cảm L và tụ điện — điện dung C.
Điện áp hoặc dòng điện cung cấp cho mạch sẽ được gọi là tín hiệu tác động hoặc tín hiệu đầu vào… Tín hiệu tác động có thể được xem như các hàm khác nhau của thời gian thay đổi theo một số định luật z(T)… Ví dụ z(T) có thể không đổi, thay đổi theo thời gian theo quy luật tuần hoàn hoặc có tính chất tuần hoàn.
Điện áp và dòng điện phát sinh dưới tác động của các tác động bên ngoài trong phần mạch điện mà chúng ta quan tâm và cũng là hàm của thời gian NS (T), chúng ta sẽ gọi là phản ứng dây chuyền hoặc tín hiệu cuối tuần.
Mọi phần tử thụ động của mạch điện thực đều có điện trở, điện cảm và điện dung chủ động ở một mức độ nào đó. Tuy nhiên, để thuận tiện cho việc nghiên cứu các quá trình trong mạch điện và tính toán của nó, mạch thực được thay thế bằng mạch lý tưởng hóa bao gồm các phần tử R, L, S riêng biệt được phân tách theo không gian.
Trong trường hợp này, coi như dây nối các phần tử của mạch không có điện trở, điện cảm và điện dung hoạt động. Một mạch lý tưởng hóa như vậy được gọi là mạch tham số gấp và các tính toán dựa trên nó cho kết quả trong nhiều trường hợp được xác nhận rõ ràng bằng kinh nghiệm.
NSE Mạch điện có tham số không đổi là mạch điện trong đó điện trở R, hệ số tự cảm L và dung lượng của tụ điện C không đổi, không phụ thuộc vào cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong mạch. Các yếu tố như vậy được gọi là tuyến tính.
Nếu điện trở của điện trở R không phụ thuộc vào cường độ dòng điện thì biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa độ giảm điện áp và cường độ dòng điện Định luật Ohm ur = R NS ir, và đặc tính dòng điện-điện áp của điện trở (là một đường thẳng (Hình 1, a).
Nếu độ tự cảm của cuộn dây không phụ thuộc vào giá trị (của dòng điện chạy trong nó, thì sự liên kết của từ thông tự cảm của cuộn dây ψ tỷ lệ thuận với dòng điện này ψ= L NS il (Hình 1, b) .
Cuối cùng, nếu điện dung của tụ điện C không phụ thuộc vào điện áp uc đặt vào các bản, thì điện tích q tích lũy trên các bản và điện áp u° C được liên kết với nhau bằng một mối quan hệ tuyến tính, được biểu diễn bằng đồ thị trong hình. 1, v.
Cơm. 1. Đặc điểm của các phần tử tuyến tính của mạch điện: a — đặc tính dòng điện-điện áp của điện trở, b — sự phụ thuộc của kết nối từ thông vào dòng điện trong cuộn dây, c — sự phụ thuộc của điện tích tụ điện vào điện áp trên nó.
Tính tuyến tính của điện trở, điện cảm và điện dung là có điều kiện, bởi vì trong thực tế, tất cả các phần tử thực của mạch điện đều phi tuyến tính. Vì vậy, khi cho dòng điện chạy qua điện trở cuối cùng nóng lên và điện trở của nó thay đổi.
Việc tăng quá mức dòng điện trong cuộn dây sắt từ có thể làm thay đổi một chút độ tự cảm của nó. Công suất của các tụ điện với các chất điện môi khác nhau thay đổi ở mức độ này hay mức độ khác, tùy thuộc vào điện áp đặt vào.
Tuy nhiên, ở chế độ hoạt động bình thường của các phần tử, những thay đổi này thường không đáng kể đến mức chúng có thể không được tính đến trong các phép tính và các phần tử như vậy của mạch điện được coi là tuyến tính.
Các bóng bán dẫn hoạt động ở các chế độ khi các phần đường thẳng được sử dụng với các đặc tính điện áp hiện tại của chúng cũng có thể được coi là thiết bị tuyến tính một cách có điều kiện.
Một mạch điện bao gồm các phần tử tuyến tính được gọi là mạch điện tuyến tính. Các mạch tuyến tính được đặc trưng bởi các phương trình tuyến tính cho dòng điện và điện áp và các mạch tương đương tuyến tính được thay thế. Các mạch tương đương tuyến tính bao gồm các phần tử thụ động và tích cực tuyến tính có các đặc tính vôn-ampe là tuyến tính.Để phân tích các quá trình trong mạch điện tuyến tính được sử dụng Định luật Kirchhoff.