Электротехника - электрическая цепь и ее элементы

 

Двухполюсные активные элементы

Мощность характеризует скорость изменения энергии W(t), т. е.

р(t)=dW(t)/dt

Энергия, поступившая в цепь,

где t — переменная интегрирования.

Если для любого момента времени t энергия W(t)³0, то соответствующий двухполюсный элемент является потребителем энергии и называется пассивным.

Активный двухполюсник генерирует энергию. Для такого двухполюсника W(t)<0.

Если на рис. 1.1 изменить положительное направление тока на противоположное, то интеграл

 

 

будет определять генерируемую энергию. В этом случае W(t)>0 соответствует источнику (активному двухполюснику), a W(t)£0 — потребителю энергии (пассивному двухполюснику).

Реальным источникам энергии можно поставить в соответствие двухполюсные схемные элементы: источник э. д. с. (напряжения) и источник тока.

Источник э. д. с. Источник э. д. с. (напряжения) характеризуется величиной э. д. с. е(t), равной напряжению, т. е. разности потенциалов на зажимах при отсутствии тока через источник. Э. д. с. определяют как работу сторонних сил, присущих источнику, на перемещение единичного положительного заряда внутри источника от зажима с меньшим потенциалом к зажиму с большим потенциалом.

Напряжение и(t) на зажимах реального источника э. д. с. зависит от тока через источник. Если этой зависимостью можно пренебречь, т. е. если напряжение на зажимах источника равно э. д. с. при любом токе через источник и(t)=е(t), то источник э. д. с. называют идеальным. Обозначение идеального источника э. д. с. дано на рис. 1.2, а; стрелка внутри кружка указывает положительное направление действия сторонних сил в источнике (положительное направление э. д. с.).

 

 

Источник, у которого э. д. с.

 

е(t)=E=const,

 

называют источником постоянной э. д. с. В противном случае источник называют источником переменной э. д. с. У источника постоянной э. д. с., изображенного на схеме, начало (конец) стрелки, указывающей положительное направление э. д. с. E>0 (рис. 1.2, а), соответствует отрицательному (положительному) зажиму. Возможно также изображение источника постоянной э. д. с., показанное на рис. 1.2, б.

По своему внешнему проявлению обе схемы одинаковы и у них одно внутреннее сопротивление

.

Это выражение дает возможность по известным одной схемы находить и другой.

В теории электрических цепей рассматриваются и зависимые, или управляемые источники. Они представляют собой результат идеализации свойств реальных транзисторных и ламповых усилителей, используемых в линейном режиме.

Зависимый источник напряжения представляет собой идеализированную электрическую цепь с двумя парами зажимов. К одной из них подсоединен источник напряжения, у которого задающее напряжение пропорционально напряжению (току), подведенному к другой паре зажимов, и только этому (управляющему) напряжению (току). Аналогично вводится и понятие зависимого источника тока.

При анализе колебаний в реальной линейной электрической цепи она заменяется некоторой идеализированной цепью из того или иного числа элементов, колебания в которой пренебрежимо мало отличаются от колебаний в анализируемой цепи.