.
Электротехника и электроника Классификация электрических цепей Законы Ома и Кирхгофа Энергетический баланс Активная, реактивная и полная мощности Электрические фильтры Трехфазный ток асинхронный двигатель Усилители постоянного тока

Физика решение задач

Цепи с сосредоточенными параметрами

Эти цепи характерны для радиосистем, работающих в диапазоне сравнительно невысоких частот (не выше десятков мегагерц).

 В связи с тем, что линейные радиотехнические цепи служат для передачи сигналов, они имеют входные и выходные зажимы («вход» и «выход») и могут быть представлены в виде четырехполюсника.

 Свойства таких цепей определяются с помощью временных и частотных характеристик. Временной, или переходной характеристикой цепи g(t) называется зависимость напряжения (или тока) на выходе цепи от времени при подаче на нее входа в виде единичного скачка напряжения (или тока) (рис. 2.1).

 Рис.2.1

Для примера рассмотрим переходные характеристики для нескольких видов цепей:

1) интегририрующие и  цепи;

 


 Рис.2.2

; а) , б)  , постоянная времении.

2) дифференцирующие и цепи

 


 Рис.2.3

 : а) , б)

3) некоторые сложные цепи состоящие из и элементов;

 


 Рис.2.4

 :  затухание,

4) электрическая цепь состоящая из  элементов

 Рис.2.4

 .

 При частотном исследовании на вход цепи подается гармоническое напряжение

  с известным значением параметров:

амплитуды Авх, частоты  и фазы φвх. При этом на выходе цепи появляются также гармонические колебания.

 

С той же частотой , но амплитуда Авх и фаза φвых у этого колебания будут, вообще говоря, другими.

Применение законов Кирхгофа.

Устанавливается число неизвестных токов р = рв – рт, где рв – общее количество ветвей цепи, рт – количество ветвей с источниками тока. Устанавливается число узлов q. Устанавливается число независимых контуров п = р – (q – 1).

Для каждой ветви задаются положительным направлением тока. Число уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа, составляет (q – 1). Число уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа, составляет п. При составлении последних следует выбирать независимые контуры, не содержащие источников тока. Общее количество уравнений, составленных по законам Кирхгофа, должно составлять р.

Примеры рассмотрены в задачах 1.1, 1.2.

Метод эквивалентных преобразований.

Сущность метода заключается в том, чтобы сложную разветвленную цепь с помощью эквивалентных преобразований привести к простейшей одноконтурной цепи, включающей ветвь с искомым током, значение которого определяется затем по закону Ома. К эквивалентным преобразованиям относятся: а) преобразование представления источников электрической энергии; б) замена последовательных и параллельных соединений однотипных элементов эквивалентными одиночными элементами; в) преобразование соединений «звезда»–«треугольник» и «треугольник»–«звезда».

Примеры рассмотрены в задачах 1.3 и 1.4.

Метод эквивалентного генератора (метод активного двухполюсника).

Для нахождения тока в произвольной ветви всю внешнюю по отношению к ней электрическую цепь представляют в виде некоторого эквивалентного генератора с ЭДС Ег и с сопротивлением Rг. Тогда ток в этой ветви можно определить по закону Ома.

ЭДС эквивалентного генератора Ег и его внутреннее сопротивление Rг равны соответственно разности потенциалов и сопротивлению между точками (узлами) электрической цепи, к которым подключена ветвь с искомым током в режиме холостого хода, т.е. в режиме, когда эта ветвь отключена.

Искомую ЭДС можно определить любым методом анализа электрических цепей. При определении внутреннего сопротивления Rг источники электрической энергии должны быть заменены эквивалентными сопротивлениями: источники ЭДС – нулевыми сопротивлениями, т.е. коротким замыканием точек их подключения, а источники тока – бесконечно большими сопротивлениями, т.е. разрывом цепи между точками подключения.

Примеры рассмотрены в задачах 1.5 и 1.6.


На главную