Circuiti elettrici lineari

Un circuito elettrico è chiamato un insieme di elementi che formano percorsi per il passaggio elettricità… Un circuito elettrico è costituito da elementi attivi e passivi.

Gli elementi attivi sono considerati fonti di energia elettrica (fonti di tensione e corrente), gli elementi passivi includono resistori, induttori, condensatori elettrici.

Le caratteristiche quantitative degli elementi di un circuito elettrico sono chiamate i suoi parametri... Ad esempio, i parametri di una sorgente di tensione costante sono il suo EMF e resistenza interna… Il parametro del resistore è la sua resistenza della bobina - la sua induttanza L e condensatore - capacità C.

La tensione o la corrente fornita al circuito sarà chiamata segnale di azione o di ingresso... I segnali di azione possono essere visti come diverse funzioni del tempo che variano secondo una qualche legge z(T)... Ad esempio z(T) può essere costante, cambiando nel tempo secondo una legge periodica o hanno carattere aperiodico.

Tensioni e correnti che sorgono sotto l'influenza di influenze esterne nella parte del circuito elettrico che ci interessa e che sono anche funzioni del tempo NS (T), chiameremo reazione a catena o segnale del fine settimana.

Ogni elemento passivo di un vero circuito elettrico ha un certo grado di resistenza attiva, induttanza e capacità. Tuttavia, al fine di facilitare lo studio dei processi in un circuito elettrico e il suo calcolo, il circuito reale è sostituito da uno idealizzato costituito da elementi separati spazialmente separati R, L, S.

In questo caso, si ritiene che i fili che collegano gli elementi del circuito non abbiano resistenza attiva, induttanza e capacità. Un tale circuito idealizzato è chiamato circuito a parametri ripiegati e i calcoli basati su di esso danno in molti casi risultati ben confermati dall'esperienza.

NSI circuiti elettrici con parametri costanti sono tali circuiti in cui le resistenze dei resistori R, l'induttanza delle bobine L e la capacità dei condensatori C sono costanti, indipendentemente dalle correnti e dalle tensioni che agiscono nel circuito. Tali elementi sono chiamati lineari.

Se la resistenza del resistore R non dipende dalla corrente, viene espressa la relazione lineare tra la caduta di tensione e la corrente Legge di Ohm ur = R NS ir, e la caratteristica corrente-tensione del resistore (è una linea retta (Fig. 1, a).

Se l'induttanza della bobina non dipende dal valore (della corrente che scorre in essa, allora la connessione del flusso di autoinduzione della bobina ψ direttamente proporzionale a questa corrente ψ= L NS il (Fig. 1, b) .

Infine, se la capacità del condensatore C non dipende dalla tensione uc applicata alle armature, allora la carica q accumulata sulle armature e la tensione u° C sono interconnesse da una relazione lineare, rappresentata graficamente in fig. 1, v.

Riso. 1. Caratteristiche degli elementi lineari del circuito elettrico: a — caratteristica corrente-tensione del resistore, b — dipendenza della connessione di flusso dalla corrente nella bobina, c — dipendenza della carica del condensatore dalla tensione ai suoi capi.

La linearità di resistenza, induttanza e capacità è condizionata, perché in realtà tutti gli elementi reali di un circuito elettrico non sono lineari. Quindi, quando passa la corrente attraverso l'ultimo resistore si riscalda e la sua resistenza cambia.

Un aumento eccessivo della corrente in una bobina ferromagnetica può modificare leggermente la sua induttanza. La capacità dei condensatori con diversi dielettrici cambia in un grado o nell'altro, a seconda della tensione applicata.

Tuttavia, nella normale modalità di funzionamento degli elementi, questi cambiamenti sono generalmente così insignificanti che potrebbero non essere presi in considerazione nei calcoli e tali elementi del circuito elettrico sono considerati lineari.

Anche i transistor che operano in modalità quando vengono utilizzate sezioni rettilinee con le loro caratteristiche di corrente-tensione possono essere considerati condizionalmente come dispositivi lineari.

Un circuito elettrico costituito da elementi lineari è chiamato circuito elettrico lineare. I circuiti lineari sono caratterizzati da equazioni lineari per correnti e tensioni e circuiti equivalenti lineari sostituiti. I circuiti equivalenti lineari sono costituiti da elementi passivi e attivi lineari le cui caratteristiche volt-ampere sono lineari.Per l'analisi dei processi nei circuiti elettrici lineari vengono utilizzati Le leggi di Kirchhoff.