Doğrusal elektrik devreleri
Bir elektrik devresi, geçiş yolları oluşturan bir dizi eleman olarak adlandırılır. elektrik… Bir elektrik devresi aktif ve pasif elemanlardan oluşur.
Aktif elemanlar elektrik enerjisi kaynakları olarak kabul edilir (gerilim ve akım kaynakları), pasif elemanlar şunları içerir: dirençler, indüktörler, elektrik kondansatörleri.
Bir elektrik devresinin elemanlarının kantitatif özelliklerine parametreleri denir... Örneğin, sabit voltaj kaynağının parametreleri onun EMF'sidir ve iç direnç… Direncin parametresi, bobin direnci - endüktansı L ve kapasitör - kapasitansı C'dir.
Devreye sağlanan voltaj veya akım, bir hareket eden veya giriş sinyali olarak adlandırılacaktır… Hareket eden sinyaller, bazı z(T) kanunlarına göre değişen zamanın farklı fonksiyonları olarak görülebilir... Örneğin, z(T) sabit olabilir, zamanla değişebilir periyodik bir yasaya göre veya periyodik olmayan bir karaktere sahiptir.
Elektrik devresinin bizi ilgilendiren bölümünde dış etkilerin etkisiyle ortaya çıkan ve aynı zamanda zamanın fonksiyonu olan gerilim ve akımlara NS (T), zincirleme reaksiyon veya hafta sonu sinyali diyeceğiz.
Gerçek bir elektrik devresinin her pasif elemanının bir dereceye kadar aktif direnci, endüktansı ve kapasitansı vardır. Bununla birlikte, bir elektrik devresindeki süreçlerin incelenmesini ve hesaplanmasını kolaylaştırmak için, gerçek devre, uzamsal olarak ayrılmış ayrı elemanlardan (R, L, S) oluşan idealize edilmiş bir devre ile değiştirilir.
Bu durumda devrenin elemanlarını birbirine bağlayan tellerin aktif direncinin, endüktansının ve kapasitansının olmadığı kabul edilir. Böyle idealize edilmiş bir devreye katlanmış parametre devresi denir ve buna dayalı hesaplamalar birçok durumda deneyimle iyi bir şekilde doğrulanan sonuçlar verir.
Sabit parametrelere sahip elektrik devreleri, devrede etkili olan akım ve gerilimlerden bağımsız olarak, R dirençlerinin dirençlerinin, L bobinlerinin endüktansının ve C kapasitörlerinin kapasitesinin sabit olduğu devrelerdir. Bu tür elemanlara doğrusal denir.
Direnç R'nin direnci akıma bağlı değilse, voltaj düşüşü ile akım arasındaki doğrusal ilişki ifade edilir. Ohm Yasası ur = R NS ir ve direncin akım-gerilim karakteristiği (düz bir çizgidir (Şekil 1, a).
Bobinin endüktansı değerine (içinde akan akımın) bağlı değilse, o zaman bobinin kendi kendine endüksiyon akısının bağlantısı ψ bu akımla doğru orantılıdır ψ= L NS il (Şekil 1, b) .
Son olarak, kapasitör C'nin kapasitansı plakalara uygulanan gerilime uc bağlı değilse, o zaman plakalarda biriken yük q ve u° C gerilimi, Şekil 2'de grafiksel olarak gösterilen doğrusal bir ilişki ile birbirine bağlanır. 1,v.
Pirinç. 1. Elektrik devresinin doğrusal elemanlarının özellikleri: a - direncin akım-gerilim özelliği, b - akı bağlantısının bobindeki akıma bağımlılığı, c - kapasitör yükünün üzerindeki gerilime bağımlılığı.
Direnç, endüktans ve kapasitansın doğrusallığı koşulludur, çünkü gerçekte bir elektrik devresinin tüm gerçek elemanları doğrusal değildir. Böylece, akımı son dirençten geçirirken ısınır ve direnci değişir.
Ferromanyetik bir bobindeki akımı aşırı derecede artırmak, endüktansını biraz değiştirebilir. Farklı dielektriklere sahip kapasitörlerin kapasitesi, uygulanan gerilime bağlı olarak bir dereceye kadar değişir.
Bununla birlikte, elemanların normal çalışma modunda, bu değişiklikler genellikle hesaplamalarda dikkate alınamayacak kadar önemsizdir ve elektrik devresinin bu tür elemanları doğrusal olarak kabul edilir.
Akım-gerilim özellikleriyle düz hat bölümlerinin kullanıldığı modlarda çalışan transistörler de şartlı olarak doğrusal cihazlar olarak kabul edilebilir.
Doğrusal elemanlardan oluşan bir elektrik devresine doğrusal elektrik devresi denir. Doğrusal devreler, akımlar ve gerilimler için doğrusal denklemler ve ikame edilmiş doğrusal eşdeğer devreler ile karakterize edilir. Lineer eşdeğer devreler, volt-amper karakteristikleri lineer olan lineer pasif ve aktif elemanlardan oluşur.Doğrusal elektrik devrelerindeki süreçlerin analizi için kullanılır. Kirchhoff yasaları.