الدوائر الكهربائية الخطية

تسمى الدائرة الكهربائية بمجموعة من العناصر التي تشكل مسارات للمرور كهرباء... تتكون الدائرة الكهربائية من عناصر نشطة وسلبية.

تعتبر العناصر النشطة مصادر للطاقة الكهربائية (مصادر الجهد والتيار) ، وتشمل العناصر السلبية المقاومات, المحاثات, المكثفات الكهربائية.

تسمى الخصائص الكمية لعناصر الدائرة الكهربائية معلماتها ... على سبيل المثال ، معلمات مصدر الجهد الثابت هي EMF و المقاومة الداخلية... معلمة المقاوم هي مقاومة الملف - الحث L والمكثف - السعة C.

يُطلق على الجهد أو التيار الموفر للدائرة إشارة التمثيل أو الإدخال ... يمكن النظر إلى الإشارات المؤثرة على أنها وظائف مختلفة للوقت تختلف وفقًا لبعض القوانين z (T) ... على سبيل المثال ، يمكن أن تكون z (T) ثابتة وتتغير بمرور الوقت وفقًا لقانون دوري أو لها طابع غير دوري.

الفولتية والتيارات الناشئة تحت تأثير التأثيرات الخارجية في جزء الدائرة الكهربائية التي تهمنا والتي هي أيضًا وظائف للوقت NS (T) ، سوف نطلق عليها رد الفعل المتسلسل أو إشارة نهاية الأسبوع.

كل عنصر سلبي في دائرة كهربائية حقيقية لديه درجة معينة من المقاومة النشطة ، والتحريض ، والسعة. ومع ذلك ، من أجل تسهيل دراسة العمليات في الدائرة الكهربائية وحسابها ، يتم استبدال الدائرة الحقيقية بدائرة مثالية تتكون من عناصر منفصلة مكانيًا R ، L ، S.

في هذه الحالة ، يعتبر أن الأسلاك التي تربط عناصر الدائرة ليس لها مقاومة نشطة ومحاثة وسعة. تسمى هذه الدائرة المثالية بدائرة معلمة مطوية ، وتعطي الحسابات القائمة عليها في كثير من الحالات نتائج مؤكدة جيدًا من خلال التجربة.

الدوائر الكهربائية ذات المعلمات الثابتة هي الدوائر التي تكون فيها مقاومات المقاومات R ، ومحاثة الملفات L وسعة المكثفات C ثابتة ، مستقلة عن التيارات والجهود التي تعمل في الدائرة. تسمى هذه العناصر الخطية.

إذا كانت مقاومة المقاوم R لا تعتمد على التيار ، فسيتم التعبير عن العلاقة الخطية بين انخفاض الجهد والتيار قانون أوم ur = R NS ir ، وخاصية الجهد الحالي للمقاوم (هو خط مستقيم (الشكل 1 ، أ).

إذا كان تحريض الملف لا يعتمد على القيمة (للتيار المتدفق فيه ، فإن اتصال تدفق الحث الذاتي للملف يتناسب طرديًا مع هذا التيار ψ = L NS il (الشكل 1 ، ب) .

أخيرًا ، إذا كانت سعة المكثف C لا تعتمد على الجهد المطبق على الألواح ، فإن الشحنة q المتراكمة على الألواح والجهد u ° C مترابطان بعلاقة خطية ، موضحة بيانياً في الشكل. 1 ، v.

أرز. 1. خصائص العناصر الخطية للدائرة الكهربائية: أ - خاصية الجهد الحالي للمقاوم ، ب - اعتماد وصلة التدفق على التيار في الملف ، ج - اعتماد شحنة المكثف على الجهد عبرها.

إن الخطية للمقاومة والحث والسعة مشروطة ، لأن جميع العناصر الحقيقية في الدائرة الكهربائية في الواقع غير خطية. لذلك ، عند تمرير التيار عبر المقاوم الأخير مع ارتفاع درجات الحرارة وتتغير مقاومته.

يمكن أن تؤدي الزيادة المفرطة في التيار في ملف مغناطيسي حديدي إلى تغيير محاثةها بشكل طفيف. تتغير سعة المكثفات ذات العوازل الكهربائية بدرجة أو بأخرى ، اعتمادًا على الجهد المطبق.

ومع ذلك ، في الوضع العادي لتشغيل العناصر ، عادة ما تكون هذه التغييرات غير مهمة لدرجة أنه قد لا يتم أخذها في الاعتبار في الحسابات ، وتعتبر عناصر الدائرة الكهربائية هذه خطية.

يمكن أيضًا اعتبار الترانزستورات التي تعمل في أوضاع عند استخدام مقاطع الخط المستقيم بخصائصها الحالية للجهد كأجهزة خطية.

تسمى الدائرة الكهربائية المكونة من عناصر خطية الدائرة الكهربائية الخطية. تتميز الدوائر الخطية بالمعادلات الخطية للتيارات والجهود والدوائر المكافئة الخطية المستبدلة. تتكون الدوائر المكافئة الخطية من عناصر خطية سلبية ونشطة تكون خصائصها الفولت أمبير خطية.لتحليل العمليات في الدوائر الكهربائية الخطية المستخدمة قوانين كيرشوف.