線形電気回路

電気回路は、通過経路を形成する要素の集合と呼ばれます 電気… 電気回路は能動素子と受動素子で構成されます。

能動素子は電気エネルギー源 (電圧と電流の源) とみなされ、受動素子には次のものが含まれます。 抵抗器, インダクタ, 電気コンデンサ.

電気回路の要素の定量的特性は、そのパラメータと呼ばれます。たとえば、定電圧源のパラメータは、その起電力と 内部抵抗… 抵抗器のパラメータは、コイル抵抗、つまりインダクタンス L とコンデンサ、つまり静電容量 C です。

回路に供給される電圧または電流は、動作信号または入力信号と呼ばれます...動作信号は、ある法則に従って変化するさまざまな時間の関数として見ることができます z(T)...たとえば、z(T) は一定であり、時間とともに変化します周期法則に従っているか、非周期的な性質を持っています。

電気回路の関心のある部分で外部の影響の影響下で発生し、時間 NS (T) の関数でもある電圧と電流を、連鎖反応または週末信号と呼びます。

実際の電気回路のすべての受動素子には、ある程度の能動抵抗、インダクタンス、および静電容量があります。ただし、電気回路のプロセスとその計算の研究を容易にするために、実際の回路は、空間的に分離された個別の要素 R、L、S で構成される理想的な回路に置き換えられます。

この場合、回路の要素を接続するワイヤにはアクティブな抵抗、インダクタンス、およびキャパシタンスがないと考えられます。このような理想化された回路はフォールデッドパラメータ回路と呼ばれ、これに基づいて計算すると、多くの場合、経験によって十分に確認された結果が得られます。

パラメータが一定の電気回路とは、抵抗器 R の抵抗値、コイル L のインダクタンス、およびコンデンサ C の容量が、回路内で作用する電流と電圧に関係なく一定であるような回路です。このような要素は線形と呼ばれます。

抵抗器 R の抵抗値が電流に依存しない場合、電圧降下と電流の間の線形関係は次のように表されます。 オームの法則 ur = R NS ir であり、抵抗の電流電圧特性は直線になります (図 1、a)。

コイルのインダクタンスがコイルに流れる電流の値に依存しない場合、コイルの自己誘導磁束の接続ψはこの電流に正比例します ψ= L NS il (図1、b) 。

最後に、コンデンサ C の静電容量がプレートに印加される電圧 uc に依存しない場合、プレートに蓄積された電荷 q と電圧 u° C は、図に示す線形関係によって相互接続されます。 1、v。

米。 1. 電気回路の線形要素の特性: a — 抵抗器の電流電圧特性、b — 磁束接続のコイル電流への依存性、c — コンデンサーの電荷の両端の電圧への依存性。

実際には電気回路の実際の要素はすべて非線形であるため、抵抗、インダクタンス、およびキャパシタンスの線形性は条件付きです。したがって、最後の抵抗に電流を流すとき、 発熱して抵抗値が変化する.

強磁性コイル内の電流を過剰に増加させると、そのインダクタンスがわずかに変化する可能性があります。誘電体が異なるコンデンサの容量は、印加電圧に応じてある程度変化します。

ただし、要素の通常の動作モードでは、これらの変化は通常、計算では考慮されないほど重要ではないため、電気回路のそのような要素は線形であると見なされます。

直線セクションがその電流-電圧特性とともに使用されるモードで動作するトランジスタも、条件付きで線形デバイスと見なすことができます。

線状要素から構成される電気回路を線形電気回路といいます。線形回路は、電流と電圧の線形方程式と置換線形等価回路によって特徴付けられます。線形等価回路は、電圧対電流特性が線形である線形受動素子と能動素子で構成されます。線形電気回路のプロセスの解析に使用されます。 キルヒホッフの法則.