Электротехника - электрическая цепь и ее элементы

Стилевые направления в дизайне

 

Двухполюсные активные элементы

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

 

 

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

 

и=и(t); i=i(t).

 

Для любого фиксированного момента рис. 1.1 времени напряжение и ток могут быть положительными, отрицательными или равными нулю. Положительное направление выбирают для того, чтобы придать знакам напряжения и тока определенный смысл.

Напряжение и (рис. 1.1) отождествляют с разностью потенциалов на зажимах 1 и 2, т.е.

и=j1-j2.

 

Если для какого-либо момента времени напряжение и>0 (и<0), то это означает, что потенциал j1 узла 1 больше (меньше) потенциала j2 узла 2. (Потенциал любого узла схемы отсчитывается относительно некоторой точки, потенциал которой принимается равным нулю.).

Положительное направление напряжения можно указать двойным индексом. Так, на рис. 1.1 в качестве положительного направления выбрано направление напряжения u12. При этом

u12=-u21.

 

Ток i равен скорости изменения заряда qt переносимого заряженными частицами через поперечное сечение участка цепи, т. е.

 

i=dq/dt.

 

В общем случае заряд q представляет собой сумму заряда q+, переносимого положительно заряженными частицами, и абсолютной величины заряда q-, переносимого отрицательно заряженными частицами. Величина заряда измеряется в кулонах (Кл). За направление тока принимают направление перемещения положительно заряженных частиц, или, что то же самое, направление, противоположное направлению перемещения отрицательно заряженных частиц. Если при указанном положительном направлении в некоторый момент времени ток i>0 (i<0), то это означает, что направление тока совпадает с положительным направлением (противоположно положительному направлению).

Положительное, направление напряжения и тока выбирают произвольно. Любые соотношения, характеризующие взаимосвязь между напряжениями и токами элемента (схемы в целом), имеют смысл лишь для выбранных положительных направлений.

У двухполюсного элемента ток через поперечное сечение проводника у зажима 1 равен току через поперечное сечение проводника у зажима 2 (при учете соответствующих направлений). Поэтому в дальнейшем ток двухполюсника будет указываться на схеме только один раз.

Для принятых на рис. 1.1 положительных направлений напряжения и тока произведение т выражает мгновенную мощность, потребляемую двухполюсником:

р(t)=и(t)i(t).

Теория электрических цепей как наука посвящена решению задач анализа и синтеза электрических цепей. К электрическим цепям относятся огромное число технических устройств самого разнообразного назначения. Там, где речь идет об электрическом токе или электрическом напряжении, имеют дело с электрической цепью. Задача анализа состоит в качественной и количественной оценках свойств заданной электрической цепи, а задача синтеза – в построении цепи с заданными свойствами.

Литература

1. Белецкий А. Ф. Теория линейных электрических цепей. – М.: Радио и связь, 1986.

2. Бакалов В. П. и др. Теория электрических цепей. – М.: Радио и связь, 1998.

3. Качанов Н. С. и др. Линейные радиотехнические устройства. М.: Воен. издат., 1974.