Linearni električni krugovi
Električni krug naziva se skup elemenata koji tvore staze za prolaz struja… Električni krug sastoji se od aktivnih i pasivnih elemenata.
Aktivni elementi se smatraju izvorima električne energije (izvori napona i struje), a pasivni elementi uključuju otpornici, induktori, električni kondenzatori.
Kvantitativne karakteristike elemenata električnog kruga nazivaju se njegovim parametrima... Na primjer, parametri izvora konstantnog napona su njegova EMF i unutarnji otpor… Parametar otpornika je njegov otpor zavojnice — njegov induktivitet L, a kondenzator — kapacitet C.
Napon ili struja koja se dovodi u krug nazivat će se aktivnim ili ulaznim signalom… Djelujući signali mogu se promatrati kao različite funkcije vremena koje variraju prema nekom zakonu z(T)… Na primjer, z(T) može biti konstantan, mijenjajući se u vremenu prema periodičnom zakonu ili imaju aperiodički karakter.
Napone i struje koji nastaju pod utjecajem vanjskih utjecaja u dijelu električnog kruga koji nas zanima, a koji su također funkcije vremena NS (T), nazvat ćemo lančanom reakcijom ili vikend signalom.
Svaki pasivni element stvarnog električnog kruga ima određeni stupanj aktivnog otpora, induktiviteta i kapaciteta. Međutim, da bi se olakšalo proučavanje procesa u električnom krugu i njegov proračun, realni krug je zamijenjen idealiziranim koji se sastoji od zasebnih prostorno odvojenih elemenata R, L, S.
U ovom slučaju smatra se da žice koje povezuju elemente kruga nemaju aktivni otpor, induktivitet i kapacitet. Takav idealizirani krug naziva se sklop sa sklopljenim parametrima, a izračuni temeljeni na njemu daju u mnogim slučajevima rezultate koji su dobro potvrđeni iskustvom.
NSEelektrični krugovi s konstantnim parametrima su takvi krugovi u kojima su otpori otpornika R, induktivitet zavojnica L i kapacitet kondenzatora C konstantni, neovisno o strujama i naponima koji djeluju u krugu. Takvi se elementi nazivaju linearnim.
Ako otpor otpornika R ne ovisi o struji, tada se izražava linearna veza između pada napona i struje Ohmov zakon ur = R NS ir, a strujno-naponska karakteristika otpornika (je ravna linija (slika 1, a).
Ako induktivitet zavojnice ne ovisi o vrijednosti (struje koja teče u njemu, tada je veza samoindukcijskog toka zavojnice ψ izravno proporcionalna ovoj struji ψ= L NS il (slika 1, b) .
Konačno, ako kapacitet kondenzatora C ne ovisi o naponu uc na pločama, tada su naboj q nakupljen na pločama i napon u° C međusobno povezani linearnim odnosom, grafički prikazanim na sl. 1,v.
Riža. 1. Karakteristike linearnih elemenata električnog kruga: a — strujno-naponska karakteristika otpornika, b — ovisnost fluksnog spoja o struji u zavojnici, c — ovisnost naboja kondenzatora o naponu na njemu.
Linearnost otpora, induktiviteta i kapacitivnosti je uvjetna, jer su u stvarnosti svi stvarni elementi električnog kruga nelinearni. Dakle, pri prolasku struje kroz posljednji otpornik zagrijava i mijenja mu se otpor.
Pretjerano povećanje struje u feromagnetskom svitku može malo promijeniti njegov induktivitet. Kapacitet kondenzatora s različitim dielektricima mijenja se u jednom ili drugom stupnju, ovisno o primijenjenom naponu.
Međutim, u normalnom načinu rada elemenata, te su promjene obično toliko beznačajne da se ne mogu uzeti u obzir u proračunima, a takvi elementi električnog kruga smatraju se linearnim.
Tranzistori koji rade u načinima kada se koriste pravolinijske dionice sa svojim strujno-naponskim karakteristikama također se mogu uvjetno smatrati linearnim uređajima.
Električni krug koji se sastoji od linearnih elemenata naziva se linearni električni krug. Linearne sklopove karakteriziraju linearne jednadžbe za struje i napone i supstituirani linearni ekvivalentni krugovi. Linearni ekvivalentni sklopovi sastoje se od linearnih pasivnih i aktivnih elemenata čije su volt-amperske karakteristike linearne.Za analizu procesa u linearnim električnim krugovima koriste se Kirchhoffovi zakoni.