Электрическая цепь схема, ее элементы и их обозначения элементов

Активные и пассивные элементы схемы

Автор: Пользователь скрыл имя, 27 Февраля 2013 в 00:07, курсовая работа

Краткое описание

Математической моделью элемента называется система уравнений, описывающих физические процессы в данном элементе, представленная в форме, допускающей ее объединение в математическую модель ИС.

Оглавление
Файлы: 1 файл

курсач2.docx

2.Динамическая модель диода……. ………….………………. ….…6

Список литературы. . ………………. …………………. 17

Математической моделью элемента называется система уравнений, описывающих физические процессы в данном элементе, представленная в форме, допускающей ее объединение в математическую модель ИС.

По степени универсальности модели активных элементов разделяют на статические и динамические, для малого и большого сигналов, низкочастотные и высокочастотные; такая классификация позволяет организовать иерархический ряд моделей, отличающихся вычислительными затратами и допускающими переход от одной модели к другой в процессе моделирования.

Характерным для ИС является наличие не только активных элементов (диодов, транзисторов и др.), но и пассивных элементов. К последним обычно относят: резисторы, конденсаторы, контактные системы и межсоединения. У них имеется ряд специфических моментов. В частности, модели диодов и пассивных элементов, как правило, более просты, нежели активных элементов. В данной работе остановимся на моделях диодов, резисторов и конденсаторов.

  1. Статическая модель диода

Хорошо известной ФТМ диода является классическая одномерная модель Шокли

а Dp, Dn — коэффициенты диффузии дырок и электронов; pn — равновесная концентрация дырок в n-области; np — равновесная концентрация электронов в p-области; Lp, Ln — диффузионные длины дырок и электронов; A – площадь поперечного сечения p-n-перехода; V — напряжение, прикладываемое к p-n- переходу.

Заметим, что модель Шокли получается с использованием второго и третьего подходов к синтезу моделей.

На практике модель Шокли в виде (1) и (2), как правило, не применяется за исключением, быть может, очень грубых инженерных оценок. Традиционно используются следующие модификации: применяется только формула (4.1); вводится т-фактор; включаются сопротивления, описывающие омическое падение напряжения. В этих случаях согласуемыми с экспериментом параметрами являются: ток насыщения IS; m-фактор; сопротивления.

Сложность моделирования диодов ИС на уровне упрощенных ФТМ связана с несколькими причинами: многомерностью процессов переноса в них; диоды, как правило, реализуются с помощью специального включения активных элементов; влиянием паразитных элементов.

Так, например, в качестве диода в ИС часто используется биполярный n-p- n-транзистор в диодном включении. В быстродействующих схемах в качестве диода чаще применяется эмиттерный p-n-переход, при этом коллекторный p-n- переход закорочен. Такие структуры характеризуются наименьшим временем переключения, малой паразитной емкостью, однако пробивные напряжения невелики. Для повышения последних используется коллекторный p-n-переход. На характеристики диодов в зависимости от схемы включения могут оказывать влияние такие паразитные элементы, как p-n-p-транзистор, емкость изоляции и др.

2. Динамическая модель диода

Наиболее распространенной статической моделью полупроводникового диода является схемная модель, состоящая из линейного сопротивления R, включенного последовательно с управляемым собственным напряжением источником тока, который моделирует режимы слабой и сильной инжекции. Ток источника описывается

где первый сомножитель — модель идеального диода Шокли, IS, фт и N — ее параметры: начальный ток, термический потенциал и эмпирический коэффициент соответственно, Ikf — ток, соответствующий переходу от режима слабой инжекции к сильной. Нередко, особенно для моделирования дискретных диодов, пренебрегают эффектами сильной инжекции, для чего полагают IKF =∞.

К недостаткам этой модели следует добавить следующее:

1. Ток диода растет медленнее, чем по экспоненте, как вследствие влияния последовательного сопротивления, так и перехода к режиму сильной инжекции. Одинаковый характер влияния двух факторов приводит к плохой обусловленности модели, что проявляется в сильной зависимости значений определяемых экспериментально параметров от диапазона выбранных токов, точности измерений и процедуры экстракции параметров.

2. При экстракции параметров методом наименьших квадратов наблюдается плохая повторяемость результатов при изменении начальных условий процедуры экстракции, что объясняется, с одной стороны, высокой жесткостью задачи численной оптимизации, а с другой — неустранимой погрешностью, связанной с необходимостью численного (приближенного) расчета тока диода, вследствие чего увеличивается цифровой шум на дне минимизируемой функции.

Строго говоря, указанную модель следует считать полуфизической, так как: при моделировании диодов, изготовленных из широкозонных полупроводников, в показатель экспоненты модели идеального диода вводится эмпирический коэффициент; переход от режима слабой инжекции к сильной описывается эмпирической зависимостью; допущение о линейности последовательного сопротивления принято без обоснования (известна модель нелинейного сопротивления с дополнительными эмпирическими параметрами). Фактически модель имеет только два безусловно физических параметра — начальный ток и термический потенциал, температурные зависимости которых считаются известными. Остальные параметры считаются независимыми от температуры или эти зависимости аппроксимируются эмпирически.

Известна компактная динамическая модель прямосмещенного р-n-перехода для режима слабой инжекции, уточняющая модель Шокли следующим образом:

где ф = Nфт; а4 и а8 — малые эмпирические параметры (|а8| многочлен — фактически аппроксимирует ошибку модели Шокли (первого сомножителя). Выбор высоких степеней аргумента в используемом полиноме объясняется необходимостью уточнения модели идеального диода только в режиме больших токов. На практике уже один член степенного ряда обеспечивает допустимую точность, поэтому далее рассматривается только этот случай.

Если входящую в (4) модель Шокли заменить моделью (3), то получим новую компактную модель, учитывающую режим сильной инжекции, в виде

Модель, учитывающую оба типа инжекции, можно получить и в другом виде:

где UK = NфT
[(IKF/IS) + 1] — напряжение смещения, соответствующее переходу от режима слабой инжекции к сильной. Зависимости i(u), рассчитанные согласно (5) и (6), практически совпадают, но модель (5) линейна относительно только одного параметра, a4, а модель (6) — относительно двух, a4 и IS, что существенно влияет на точность и скорость экстракции параметров.

Все элементы полупроводниковых интегральных схем (транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы) создаются на базе р-n-переходов в теле кремниевой подложки методами, эпитаксии и диффузии. Резисторы полупроводниковых схем получают в базовой области и их сопротивление определяется ее сопротивлением, которое лежит в пределах от 25 Ом до единиц килоом. Технологическая точность резисторов не превышает ± 30%. Резисторы толстоплёночных микросхем получают методом шелкографии – нанесение через трафареты на поверхность керамических подложек (керамики 22ХС) специальных паст с последующим их вжиганием (методом горячей керамики). Наибольшее распространение в микроэлектронной технике специального назначения получили тонкоплёночные микросхемы, на базе которых создаются большие гибридные интегральные схемы. Объясняется это тем, что тонкоплёночная технология позволяет расширить пределы номинальных значений параметров элементов и получить более высокую точность, стабильность и надёжность.

Читайте также:  Увеличение электрической мощности - Интегра Инжиниринг

Рисунок 1. Геометрия тонкопленочного резистора типа “меандр”.

Резисторы тонкопленочных схем создают, напыляя металлы или другие токопроводящие вещества обычно на ситалловые подложки. Конфигурация резисторов определяется топологией (размещением и размерами) резистивного слоя масок, через “окна” в которых проводится напыление. При этом используют как вакуумное термическое испарение, так и катодное распыление. Процесс напыления выполняют в специальных вакуумных установках.

1ср и b – средняя длина и ширина резистора, t, a, L и В – шаг, расстояние между звеньями, длина и ширина меандра.

Таблица 1. Основные параметры тонкоплёночных резисторов

Маски могут быть металлическими и фоторезистивными. Фоторезистивные маски получают методом фотолитографии, разрешающая способность которого составляет единицы микрометра. Однако из технологических и точностных соображений минимально допустимую ширину “окна” в маске выбирают равной 50-100 мкм.

Для напыления резисторов применяют сплав МЛТ-ЗМ, тантал, керметы и силициды.

Основным параметром напыляемого материала является сопротивление квадрата его поверхности ρٱ= ρυ/d, где ρυ — удельное обьёмное сопротивление, Ом • см; d – толщина напыляемой пленки, см.

Важными параметрами для, расчета тонкопленочных резисторов являются также ТКС и удельная мощность рассеивания Р0. Основные параметры тонкопленочных резисторов, получаемых на основе различных напыляемых материалов, приведены в табл.1.

Тонкопленочные резисторы могут иметь форму полоски или меандра обладают рядом преимуществ перед полупроводниковыми: они более стабильны, точны (до ± 5%) и имеют диапазон номиналов сопротивлений до 100 кОм, который обычно ограничивается в пределах от 50 Ом до 50 кОм.

Интегральные конденсаторы формируются преимущественно на основе барьерных емкостей эмиттерного и коллекторного р-n-переходов биполярных транзисторов.

Для интегральных конденсаторов, формируемых на основе р-n-переходов, сопротивление R определяется в основном сопротивлением области, непосредственно прилегающей к области объемного заряда перехода, так как оно обычно значительно превышает сопротивление области с относительно низким удельным сопротивлением. Конденсатор, рассчитанный на высокое пробивное напряжение, будет иметь меньшую добротность по сравнению с конденсатором, рассчитанным на низкое пробивное напряжение. Тем не менее следует отметить, что даже низковольтный интегральный конденсатор, формируемый на основе р-n-перехода, имеет малую добротность по сравнению с конденсаторами, используемыми в схемах на дискретных элементах.

В моделях интегральных конденсаторов следует учитывать зависимость емкости от режима, а также пробивное напряжение, которое зависит от технологии и может оказаться недостаточно большим. Паразитным элементом диффузионных и пленочных конденсаторов является сопротивление потерь материала обкладок.

Важная особенность интегральных конденсаторов заключается в том, что их емкость зависит от изменения напряжения, приложенного к р-n-переходу. Максимальное значение удельной емкости конденсатора достигается тогда, когда напряжение внешнего смещения равно нулю и емкость структуры определяется только диффузионным, или контактным потенциалом. Однако такой режим работы конденсатора практически неприемлем. Исключение представляет случай очень малой амплитуды напряжения, поскольку переход должен находиться в непроводящем состоянии при любой фазе приложенного напряжения.

Основные причины, из-за которых интегральные конденсаторы yе используются в современных цифровых логических элементах разных типов структур — их небольшая удельная емкость и значительная занимаемая площадь на подложке, превышающая площадь, занимаемую транзистором, поэтому применение конденсаторов в полупроводниковых интегральных схемах неэкономично.

Недостатки, связанные с применением интегральных конденсаторов, изготовляемых на p — n — переходах, в значительной степени можно устранить, если воспользоваться другим способом формирования конденсатора, в частности МДП-конденсатора на основе пленки двуокиси кремния. Такие конденсаторы отличаются лучшими электрическими характеристиками и находят применение в широком классе перспективных полупроводниковых ИМС, в том числе в линейных полупроводниковых ИМС. Процесс изготовления интегральных МДП-конденсаторов не требует дополнительных технологических операций, так как получение окисла, используемого в качестве диэлектрика, можно легко совместить с одной из операций локальной диффузии.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

  • Справочник электрика
    • Бытовые электроприборы
    • Библиотека электрика
    • Инструмент электрика
    • Квалификационные характеристики
    • Книги электрика
    • Полезные советы электрику
    • Электричество для чайников
  • Справочник электромонтажника
    • КИП и А
    • Полезная информация
    • Полезные советы
    • Пусконаладочные работы
  • Основы электротехники
    • Провода и кабели
    • Программа профессионального обучения
    • Ремонт в доме
    • Экономия электроэнергии
    • Учёт электроэнергии
    • Электрика на производстве
  • Ремонт электрооборудования
    • Трансформаторы и электрические машины
    • Уроки электротехники
    • Электрические аппараты
    • Эксплуатация электрооборудования
  • Электромонтажные работы
    • Электрические схемы
    • Электрические измерения
    • Электрическое освещение
    • Электробезопасность
    • Электроснабжение
    • Электротехнические материалы
    • Электротехнические устройства
    • Электротехнологические установки

Пассивные и активные элементы электрических цепей

Элементом электрической цепи именуют идеализированное устройство, отображающее какое-либо из параметров реальной электрической цепи. Электрические цепи, в которых характеристики всех частей не зависят от величины и направлений токов и напряжений, т.е. графики вольт-амперных черт (ВАХ) частей являются прямыми линиями, именуются линейными. Соответственно такие элементы именуются линейными.
Когда характеристики частей электрической цепи значительно зависят от тока либо напряжения, т.е. графики ВАХ этих частей имеют криволинейный вид, то такие элементы именуют нелинейными.
Если электрическая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент, то она является нелинейной электрической цепью.

В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы. 1-ые заносят энергию в электрическую цепь, а 2-ые ее потребляют.

Пассивные элементы электрических цепей

Резистивным сопротивлением именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством необратимого рассеивания энергии. Графическое изображение этого элемента и его вольт-амперная черта показана на рисунке (а — нелинейное сопротивление, б -линейное сопротивление).

Напряжение и ток на резистивном сопротивлении связаны меж собой зависимостями: u = iR, i = Gu. Коэффициенты пропорциональности R и G в этих формулах именуются соответственно сопротивлением и проводимостью и измеряются в омах [Ом] и сименсах [См]. R = 1/G.

Индуктивным элементом именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством скопления им энергии магнитного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная индуктивность характеризуется линейной зависимостью меж потокосцеплением ψ и током i, именуемой вебер-амперной чертой ψ = Li. Напряжение и ток связаны соотношением u = d ψ/dt = L (di/dt)

Коэффициент пропорциональности L в формуле и именуется индуктивностью и измеряется в генри (Гн).

Читайте также:  Логотип BMW миф о пропеллере и реальная история

Емкостным элементом (емкостью) именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством накапливания энергии электронного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке. (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная емкость характеризуется линейной зависимостью меж зарядом и напряжением, именуемой кулон-вольтовой чертой q = Cu

Напряжение и ток емкости связаны соотношениями i = dq/dt =C(du/dt).

Активные элементы электрических цепей

Активными именуются элементы цепи, которые отдают энергию в цепь, т.е. источники энергии. Есть независящие и зависимые источники. Независящие источники: источник напряжения и источник тока.

Источник напряжения — идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не находится в зависимости от протекающего через него тока.

Внутреннее сопротивление безупречного источника напряжения равно нулю.

Источник тока – это идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не находится в зависимости от напряжения на его зажимах.

Внутреннее сопротивление безупречного источника тока равно бесконечности.

Источники напряжения (тока) именуются зависимыми (управляемыми), если величина напряжения (тока) источника находится в зависимости от напряжения либо тока другого участка цепи. Зависимыми источниками моделируются электрические лампы, транзисторы, усилители, работающие в линейном режиме.

Различают четыре типа зависимых источников.

1. ИНУН – источник напряжения, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, μ – коэффициент усиления напряжения

2. ИНУТ — источник напряжения, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, γн – передаточное сопротивление

3. ИТУТ – источник тока, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, β — коэффициент усиления тока

4. ИТУН – источник тока, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, S — крутизна (передаточная проводимость)

Введение (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8

Электротехникой – называется наука практического применения электромагнитных явлений.

Много открытий и изобретений наряду с иностранными учеными сделали русские учёные и инженеры, положившие начало важней­шим отраслям электротехники.

кроме обоснования теории близкодействия создал оригинальную теорию атмосферного электричества, открыл закон сохранения массы и движения. После изобретения А. Воль­та гальванического столба появилась возможность получать электрический ток. Исследуя явления в электрической цепи, открыл (1802 г.) электрическую дугу и указал на возможность практического применения её для освещения, плавки и сварки металлов.

Важную роль в развитии учения об электромагнитных явлениях сыграл английский ученый М. Фарадей, открывший в 1831 г. закон электромагнитной индукции.

В 1832 г. был построен первый в мире электро­магнитный телеграф.

В 1833 г. русский академик Э. X. Ленц открыл закон, устанав­ливающий связь между направлениями индукционных токов и их электромагнитными и электродинамическими взаимодействиями. В частности, им был установлен принцип электромагнитной инерции. В 1844 г. он независимо от Д. Джоуля установил, что количество тепла, выделяющегося в проводнике при прохождении тока, прямо пропорционально сопротивлению проводника и квадрату тока.

В 1845 г. немецким физиком Г. Кирхгофом были сформулированы основные законы для разветвлённых электрических цепей, имеющие огромное значение для развития теоретической и практической электротехники.

Изобретённая русским ученым электрическая свеча положила начало электрическому освещению. Первая лампа накаливания с угольным стерженьком была создана русским инже­нером .

Из других русских ученых второй половины XIX столетия необходимо отметить , впервые подробно исследо­вавшего магнитные свойства железа, и , заложившего основы для вывода уравнений движения электромагнитной энергии в телах.

Таким образом, за период с 1800 по 1880 г. в тесной связи с раз­витием прикладной электротехники и, в частности, с телеграфией, гальванопластикой и техникой электрического освещения развива­лась теория цепей постоянного тока. За этот период были установ­лены основные понятия теории электрических цепей и созданы первые методы их расчета.

Начало применению переменного тока положил в 1876 г. П. Н.Яб­лочков. Переменный ток обеспечивал равномерность сгорания углей в его свече и давал возможность легко осуществлять питание многих ламп от одного источника электрической энергии.

Расширение потребления электрической энергии выдвинуло проблему передачи её на значительные расстояния. Для решения этой проблемы требовалось применение различных напряжений для передачи и распределения электрической энергии. Эта задача легко разрешалась для переменного тока путём применения трансформаторов, изобретенных также .

Переменный ток получил всеобщее признание и широчайшее использование в электроэнергетике благодаря изобретениям рус­ского инженера и ученого -Добровольского. Им была разработана трёхфазная система, получившая повсеместное распространение. В 1889 г. он построил первый трёхфазный двигатель, разработал все остальные звенья трёхфазной цепи и в 1891 г. осу­ществил передачу электрической энергии трёхфазным током на расстояние 175 км. Применение переменного тока требовало решения многих вопросов и послужило основанием для разработки целой области теоретических основ электротехники — теории переменных токов. Особенно значительным в развитии этой теории было введение крупным электротехником метода комплексных величин для расчётов цепей.

В 1873 г. английский ученый Д. Максвелл в классическом труде «Трактат о электричестве и магнетизме» изложил в математической форме основы теории электромагнитного поля, представляющей собой, как было отмечено, расширение и дальнейшее развитие идей М. Фарадея о физической реальности электромагнитного поля. Экспериментальное подтверждение и развитие теории электромаг­нитного поля, разработанной Д. Максвеллом, было осуществлено немецким физиком Г. Герцем в 1887—1889 гг. в его опытах по получению и распространению электромагнитных волн, а также русским физиком , доказавшим давление световых волн.

В 1895 г. изобрел радиосвязь, открывшую новую эру в культурной жизни человечества. Развитие радио послужило мощным толчком к разработке как теории электрических цепей, так и теории электромагнитного поля. В 1904 г. в Петербургском политехническом институте проф. начал читать курс «Теория электрических и магнитных явлений», а в 1905 г. в Московском высшем техническом училище проф. — курс «Тео­рия переменных токов», который был издан в 1906 г. Первой книгой в России, в значительной мере охватывающей весь комплекс воп­росов теоретических основ электротехники, была изданная в 1916 г. книга «Основы электротехники».

Следовательно, в развитии электротехники можно отметить второй этап (1880—1917), характеризующийся формированием самостоятельной дисциплины «Теоретические основы электротех­ники».

В основе теории электрических цепей лежат законы Ома и Кирхгофа, в простей­шем виде известные из курса физики, в основе теории электромаг­нитного поля — уравнения Максвелла, дающие математическую формулировку электромагнитных процессов в пространстве. Основной математический аппарат, используемый в этих разделах элект­ротехники, различный. Если в теории цепей используется система алгебраических (при рассмотрении установившихся режимов) или дифференциальных (при рассмотрении переходных процессов) урав­нений, то в теории электромагнитного поля — уравнения математи­ческой физики, т. е. дифференциальные уравнения в частных производных. Известны случаи, когда решения задач электротехники приводили к необходимости дальнейшего развития математических методов (функции комплексного переменного, операционное ис­числение, теория информации и т. д.).

Читайте также:  Мерседес 300d – Mercedes-benz 300; Wikipedia; Запчасти для УАЗ

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ

1.1. Классификация электрических цепей и их

Электрической цепью называют совокупность устройств и объектов, предназначенных для распределения, взаимного преобразования и передачи электрической энергии и (или) информации. Своё назначение цепь выполняет при наличии в ней электрического тока. Электромагнитные процессы в цепи и её параметры могут быть описаны с помощью известных из курса физики интегральных понятий: ток, напряжение (разность потенциа­лов), заряд, магнитный поток, электродвижущая сила, сопротивле­ние, индуктивность, взаимная индуктивность и ёмкость.

Электрическая цепь состоит из отдельных частей (объектов), выполняющих определенные функции и называемых элемен­тами цепи.

Основными элементами цепи являются источники и приёмники электрической энергии (сигналов).

Источники энергии (сигналов), такие, как электромеханические или электронные генераторы, аккумуляторы, гальванические эле­менты, термодатчики и т. д., предназначены для преобразования различных видов энергии в электрическую энергию.

Приёмники энергии (сигналов) служат для преобразования электрической энергии в другие виды энергии. К ним относятся электрические двигатели, нагревательные приборы, электрические лампы, электронно-лучевые трубки, динамические громкоговори­тели и др.

Кроме основных элементов, цепь содержит различные вспомо­гательные элементы, которые связывают источники с приёмниками (соединительные провода, линии передачи), подавляют или усили­вают определенные составляющие сигналов (фильтры, усилители), изменяют уровень напряжения и тока в других частях цепи (трансформаторы), улучшают или изменяют характеристики и параметры участков цепи и её элементов (корректирующие устройства, фазовые звенья) и т. п.

По назначению различают цепи для передачи и преобразования электрической энергии (цепи, применяемые в электроэнергетике) и цепи для передачи и преобразования информации (цепи в технике связи, радиотехнические цепи, цепи устройств автоматики и телемеханики и т. д.).

Реальные элементы цепи могут быть описаны алгебраическими или дифференциальными уравнениями, связывающими напряжения и токи на зажимах этих элементов. Такое описание может быть сделано с определенной степенью точности при идеализации физических процессов в элементах; второстепенные с определенной точки зрения процессы при этом не учитываются.

Различают активные и пассивные элементы цепи.

К активным элементам отно­сятся источники энергии.

К пассивным относят элементы, в которых рассеивается и (или) накапливается энергия (резисторы, индуктивные катушки, конденсаторы, транс­форматоры).

Если элемент цепи характеризуется линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями (при упомянутой ранее идеализации), то его называют линейным. Коэффициенты, связывающие напряжения и токи и их производные, представляют собой параметры элемента. Параметры линейного элемента могут быть постоянными (стационарный элемент) или могут изменяться в зависимости от времени по какому-либо закону (нестационарный, параметрический элемент).

Если элемент цепи описывается нелинейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями, то он называется нелиней­ным. Нелинейные элементы могут быть также параметрическими.

Во многих случаях параметры элемента рассматриваются как сосредоточенные (элемент с сосредоточенными параметрами); при этом напряжения и токи на зажимах элемента не являются функ­циями пространственных координат, определяющих геометрические размеры элемента.

Параметры элемента могут быть также распределёнными (элемент с распределёнными параметрами); такой элемент характеризуется уравнениями, в которых напряжения и токи зави­сят от пространственных координат. В качестве примеров элементов с распределёнными параметрами можно назвать линии передачи энергии и информации, многослойные пленочные резистивно-емкостные микроструктуры.

Цепи, содержащие только линейные элементы, называют линейными цепями. Основное свойство таких цепей — примени­мость принципа наложения, заключающегося в том, что результирую­щая реакция линейной цепи на несколько приложенных одновременно возмущений равна сумме реакций, обусловленных каждым возмуще­нием в отдельности.

Если цепь содержит один или несколько параметрических эле­ментов, то её называют параметрической (нестационарной). Аналогично, если цепь содержит один или более нелинейных эле­ментов, то её называют нелинейной. Для нелинейной цепи в общем случае принцип наложения применить нельзя.

Можно говорить также об активных и пассивных цепях. Цепь считают активной, если по отношению к некоторым зажимам она является источником энергии. Такая цепь содержит активные элементы. В противном случае цепь называют пассивной.

Электрическая цепь характеризуется совокупностью элементов, из которых она состоит, и способом их соединения.

Реальные элементы цепи идеализируются для упрощения математического описания элемента. Однако, идеали­зированные уравнения должны правильно отражать основные физические явления в том или ином реальном элементе.

Идеализированному элементу цепи ставят в соответствие его математическую модель — схемный элемент. Совокупность схемных элементов (в частном случае – один схемный элемент), соединённых определённым образом, называют схемой замещения или экви­валентной схемой элемента электрической цепи при условии совпадения уравнений, описывающих эту схему и элемент цепи.

Каждому схемному элементу соответствует условное геометри­ческое изображение. Тогда способ соединения элементов реальной цепи легко представить с помощью соответствующего соединения схемных элементов. Геометрическое изображение соединения схем­ных элементов, отображающее соединение реальных элементов электрической цепи и её свойства, называют схемой цепи.

В схеме выделяют ветви — участки, которые характеризуются одним и тем же током в начале и конце в любой момент времени, и узлы — граничные (концевые) точки ветвей или точки соединения ветвей.

1.2. Двухполюсные элементы

Любой двухполюсный элемент схемы может быть условно пред­ставлен так, как показано на рис.1.1(а, б). Зажимы 1 и 2 присоединяют данный элемент к другим элементам. Напряжение между этими зажимами и ток элемента обозначены со­ответственно через и12 , i. Напряжение измеряется в вольтах (В), ток — в амперах (А). Стрелки опреде­ляют положительные направления

напряжения (тока).

Напряжение и и ток i в общем случае представляют собой функции времени t:

.

Для любого фиксированного момента времени напряжение и ток могут быть положительными, отрицательными или равными нулю. Положи­тельное направление выбирают для того, чтобы придать знакам напряжения и тока определённый смысл.

Напряжение и12 (рис.1.1) отождествляют с разностью потенциа­лов (потенциал любой точки схемы отсчитывается относительно некоторой точки, потенциал которой принимается равным нулю) на зажимах 1 и 2, т. е.

.

Если для какого-либо момента времени напряжение и12>0 (и12 0 (i 0, то соответствующий двухполюсный элемент является потребителем энергии (пассивный элемент).

Ссылка на основную публикацию
Электрическая схема проводки мопеда Альфа Сайт про скутеры
Схема электропроводки альфа 110 куб Авто Брянск Схема электрооборудования мопедов Альфа (Alpha), Дельта, Орион 1 — модуль зажигания (CDI); 2...
Щетка-скребок для автомобиля как выбрать хороший аксессуар для очистки снега
Лучшие размораживатели стёкол автомобиля в 2020 году Зимой из-за разницы температур в салоне автомобиля и на улице стёкла покрываются наледью....
Щетки стартера ауди 80 б3 ремонт или замена, порядок и описание работ
Стартер Ауди 80 Б3 замена и ремонт устройства На Ауди 80 Б3 устанавливаются как редукторные, так и безредукторные стартеры. Первые...
Электрическая Схема Реверсивного
Электрическая Схема Реверсивного Произойдёт короткое замыкание между фазами L1 и L3. Схема реверсивного включения эл. двигателя(с 380В на 220В) без...
Adblock detector