Definizioni di base. Circuiti continui lineari

Ramo e nodo del circuito elettrico

Un circuito elettrico è caratterizzato dall'insieme degli elementi che lo compongono e dal modo in cui sono collegati. La connessione degli elementi del circuito elettrico è chiaramente visualizzata dal suo diagramma. A seconda delle caratteristiche del circuito, è necessario utilizzare l'uno o l'altro metodo di calcolo del circuito elettrico. In questa sezione considereremo i concetti chiave che saranno necessari in futuro per selezionare il metodo più ottimale e corretto per risolvere i problemi.

ramo Viene chiamata una sezione di un circuito elettrico in cui scorre la stessa corrente. Un ramo è formato da uno o più elementi di catena collegati in serie.

Nodo- la giunzione di tre o più rami.

Ad esempio, la figura mostra gli schemi di due circuiti elettrici. Il primo contiene 6 rami e 4 nodi. Il secondo è composto da 5 rami e 3 nodi. In questo diagramma, presta attenzione al nodo inferiore. Molto spesso si sbaglia credendo che ci siano 2 nodi del circuito elettrico, motivando ciò con la presenza sullo schema elettrico in basso di 2 punti di collegamento dei conduttori. Tuttavia, in pratica, due o più punti collegati da un conduttore dovrebbero essere considerati come un nodo del circuito elettrico.

Quando si aggirano le catene collegate nei rami, è possibile ottenere una chiusura circuito circuito elettrico. Ogni anello è un percorso chiuso che passa attraverso diversi rami, in cui ciascun nodo si presenta in questo anello non più di una volta. Di seguito è riportato uno schema elettrico, sul quale sono contrassegnati diversi circuiti selezionati arbitrariamente.

In totale, per questo circuito si possono distinguere 6 circuiti chiusi.

Legge di Ohm

Questa legge è molto comoda da applicare a un ramo di un circuito elettrico. Permette di determinare la corrente di un ramo con tensione nota tra i nodi a cui è collegato tale ramo. Consente inoltre letteralmente in un'unica azione di calcolare un circuito elettrico a circuito singolo.

Quando applichi la legge di Ohm, devi prima scegliere la direzione della corrente nel ramo. La scelta della direzione può essere fatta arbitrariamente. Se durante il calcolo si ottiene un valore negativo significa che il verso reale della corrente è opposto a quello scelto.


Per un ramo costituito solo da resistori e collegato ai nodi del circuito elettrico UN E B(vedi fig.) La legge di Ohm ha la forma:


La relazione (1.15) è scritta presupponendo che venga scelta la direzione della corrente nel ramo dal nodo UN al nodo B. Se scegliamo la direzione opposta, il numeratore sarà simile a: (U b -U a). Ora diventa chiaro che se nella relazione (1.15) si verifica una situazione in cui U b >U a, allora otteniamo un valore negativo della corrente di ramo. Come accennato in precedenza, ciò significa che la direzione effettiva della corrente è opposta a quella scelta. Un esempio di applicazione pratica di questo particolare caso della legge di Ohm nel calcolo dei circuiti elettrici è la relazione (1.18) per il circuito elettrico mostrato in figura.

Per un ramo contenente resistori e sorgenti di energia elettrica, la legge di Ohm assume la seguente forma:


La relazione (1.16) è scritta assumendo che venga scelto preliminarmente il flusso di corrente proveniente dal nodo UN al nodo B. Quando si calcola la somma algebrica del ramo EMF, il segno "+" dovrebbe essere assegnato a quei FEM la cui direzione coincide con la direzione della corrente del ramo selezionato (la direzione dell'EMF è determinata dalla direzione della freccia nella designazione di la fonte di energia elettrica). Se le direzioni non corrispondono, l'EMF viene preso con il segno "-". La figura contiene esempi dell'applicazione di questa versione della legge di Ohm - relazioni (1.17) e (1.19)

Circuiti elettrici lineari e non lineari

Un circuito elettrico lineare è un circuito in cui tutti i componenti sono lineari. I componenti lineari includono fonti idealizzate dipendenti e indipendenti di correnti e tensioni, resistori (obbedienti alla legge di Ohm) e qualsiasi altro componente descritto da equazioni differenziali lineari, i più famosi sono condensatori elettrici e induttori. Se il circuito contiene componenti diversi da quelli elencati si dice non lineare.

L'immagine di un circuito elettrico utilizzando simboli è chiamata circuito elettrico. La funzione della dipendenza della corrente che scorre attraverso un componente bipolare dalla tensione ai suoi capi è chiamata caratteristica corrente-tensione (IVC). Spesso il CVC è rappresentato graficamente in coordinate cartesiane. In questo caso, la tensione viene solitamente tracciata lungo l'ascissa del grafico e la corrente lungo l'ordinata.

In particolare, i resistori ohmici il cui CVC è descritto da una funzione lineare e sono linee rette sul grafico CVC sono detti lineari.

Esempi di circuiti lineari (di solito con ottima approssimazione) sono circuiti contenenti solo resistori, condensatori e induttori senza nuclei ferromagnetici.

Alcuni circuiti non lineari possono essere approssimativamente descritti come lineari se la variazione negli incrementi di correnti o tensioni sul componente è piccola, mentre la caratteristica IV non lineare di tale componente è sostituita da una lineare (tangente alla caratteristica IV nel punto operativo). Questo approccio è chiamato "linearizzazione". In questo caso è possibile applicare al circuito un potente apparato matematico per l'analisi dei circuiti lineari. Esempi di tali circuiti non lineari analizzati come lineari includono quasi tutti i dispositivi elettronici che funzionano in modalità lineare e contengono componenti attivi e passivi non lineari (amplificatori, generatori, ecc.).

circuito elettrico- si tratta di un gruppo separato di apparecchi elettrici (ferri da stiro, televisori, frigoriferi, ecc.) insieme a prese, interruttori, cavi, macchine e una sottostazione elettrica (come si può ottenere corrente senza di essa) che attualmente lavorano insieme per raggiungere un obiettivo specifico . Bene, a seconda dello scopo (guardare il tuo programma preferito, mantenere il cibo fresco o garantire la stabilità dei parametri di alimentazione nell'alimentatore del computer), i circuiti elettrici sono divisi in semplici e complessi, non ramificati e ramificati, lineari e non lineari.

Cioè, un circuito elettrico può essere considerato come un insieme di singoli dispositivi elettrici, nonché un insieme di parti elementari discrete e connessioni tra loro che formano uno dei blocchi funzionali nel circuito elettrico di un dispositivo.

Non ramificati circuiti elettrici - sono anche semplici - si tratta di circuiti in cui la corrente scorre senza modificarne il valore e lungo il percorso più semplice dalla fonte di energia al consumatore. Cioè, la stessa corrente scorre attraverso tutti gli elementi di questo circuito. Il circuito non ramificato più semplice può essere considerato il circuito di illuminazione di una delle stanze dell'appartamento in cui viene utilizzato un lampadario a braccio singolo. In questo caso la corrente scorre dalla fonte di energia attraverso la macchina, l'interruttore, la lampadina e ritorna alla fonte di energia.

ramificato sono circuiti aventi uno o più percorsi di corrente ramificati. Cioè, la corrente, iniziando il suo viaggio dalla fonte di energia, si ramifica in diversi rami di consumatori, cambiando il suo valore. Uno dei semplici esempi di tale circuito è il circuito sopra riportato per l'illuminazione di una stanza in un appartamento, ma solo con un lampadario multitraccia e un interruttore multi-gang. La corrente proveniente dalla fonte di energia arriva attraverso la macchina all'interruttore multi-chiave, quindi si dirama in diverse lampade a lampadario e quindi, attraverso un filo comune, torna alla fonte di energia.

Lineare un tale circuito elettrico viene considerato dove le caratteristiche di tutti i suoi elementi non dipendono dall'entità e dalla natura della corrente circolante e dalla tensione applicata.

non lineare si considera che un circuito contenga almeno un elemento, le cui caratteristiche dipendono dalla corrente circolante e dalla tensione applicata.

2. Trasformazioni equivalenti nei circuiti elettrici. Determinazione della resistenza equivalente nel collegamento in serie, parallelo e misto di elementi di circuiti elettrici.

Quando si risolvono i problemi, è consuetudine trasformare il circuito in modo che sia il più semplice possibile. Per questo vengono utilizzate trasformazioni equivalenti. Le trasformazioni equivalenti sono chiamate trasformazioni di una parte di un circuito elettrico, in cui le correnti e le tensioni nella sua parte non convertita rimangono invariate.

Esistono quattro tipi principali di collegamento dei conduttori: serie, parallelo, misto e a ponte.

connessione seriale- questa è una connessione in cui la forza attuale è la stessa in tutto il circuito. Un esempio lampante di connessione seriale è una vecchia ghirlanda di albero di Natale. Lì le lampadine sono collegate in serie, una dopo l'altra. Ora immagina che una lampadina si bruci, il circuito sia rotto e il resto delle lampadine si spenga. Il guasto di un elemento porta allo spegnimento di tutti gli altri, questo è uno svantaggio significativo di una connessione seriale.

Quando collegati in serie, le resistenze degli elementi vengono sommate.

Connessione parallela- questo è un collegamento in cui la tensione ai capi della sezione del circuito è la stessa. Il collegamento in parallelo è il più comune, soprattutto perché tutti gli elementi sono sotto la stessa tensione, la corrente è distribuita diversamente e quando uno degli elementi se ne va, tutti gli altri continuano a funzionare.

Quando collegati in parallelo, la resistenza equivalente si trova come:

Nel caso di due resistori collegati in parallelo

Nel caso di tre resistori collegati in parallelo:

collegamento misto– una connessione, che è una combinazione di connessioni seriali e parallele. Per trovare la resistenza equivalente è necessario “piegare” il circuito alternando la trasformazione di tratti paralleli e serie del circuito.

Innanzitutto, troviamo la resistenza equivalente per la sezione parallela del circuito, quindi aggiungiamo ad essa la resistenza rimanente R 3. Dovrebbe essere chiaro che dopo la conversione, la resistenza equivalente R 1 R 2 e il resistore R 3 sono collegati in serie.

Quindi, rimane la connessione più interessante e più difficile dei conduttori.

Lo schema di collegamento del bridge è mostrato nella figura seguente.

Per far collassare il circuito del ponte, uno dei triangoli del ponte viene sostituito con una stella equivalente.

E trovano le resistenze R 1, R 2 e R 3.

Quindi trovano la resistenza equivalente totale, dato che i resistori R 3, R 4 e R 5, R 2 sono collegati tra loro in serie e a coppie in parallelo.

Circuito elettrico lineare

Inglese: circuito di linea

Un circuito elettrico le cui resistenze elettriche, induttanze e capacità elettriche non dipendono dai valori e dalle direzioni delle correnti e delle tensioni nel circuito (secondo GOST 19880-74)

Dizionario delle costruzioni.

Scopri cos'è "circuito elettrico lineare" in altri dizionari:

circuito elettrico lineare- Un circuito elettrico in cui tensioni elettriche e correnti elettriche o (e) correnti elettriche e collegamenti di flusso magnetico, o (e) cariche elettriche e tensioni elettriche sono collegate tra loro da dipendenze lineari. [GOST R52002... Manuale del traduttore tecnico

Circuito elettrico lineare- 119. Circuito elettrico lineare Un circuito elettrico le cui resistenze elettriche, induttanze e capacità elettriche delle sezioni non dipendono dai valori e dalle direzioni delle correnti e delle tensioni nel circuito Fonte: GOST 19880 74: Ingegneria elettrica. ... ...

Circuito elettrico lineare- - un circuito elettrico, resistenze elettriche, induttanze e capacità elettriche le cui sezioni non dipendono dai valori​​e dalle direzioni delle correnti e delle tensioni nel circuito. GOST 19880 74 ... Industria energetica commerciale. Riferimento al dizionario

circuito elettrico lineare- Un circuito elettrico, la cui resistenza, induttanza e capacità delle sezioni non dipendono dall'entità e dalla direzione delle correnti e delle tensioni nel circuito ... Dizionario esplicativo terminologico del Politecnico

Circuito elettrico lineare (non lineare)- un circuito elettrico in cui tensioni elettriche e correnti elettriche o (e) correnti elettriche e collegamenti di flusso magnetico, o (e) cariche elettriche e tensioni elettriche sono collegate tra loro in modo lineare (non lineare) ... ... Terminologia ufficiale

Circuito elettrico lineare [non lineare].- 1. Un circuito elettrico in cui tensioni elettriche e correnti elettriche o (e) correnti elettriche e collegamenti di flusso magnetico, o (e) cariche elettriche e tensioni elettriche sono collegate tra loro lineari [non lineari] ... ... Dizionario delle telecomunicazioni

Un insieme di fonti, ricevitori di energia elettrica e cavi che li collegano. Oltre a questi elementi, in E. c. possono includere interruttori automatici, interruttori, fusibili e altri dispositivi elettrici di protezione e commutazione, nonché... ... Grande Enciclopedia Sovietica

lineare- 98 circuito elettrico lineare [non lineare] Un circuito elettrico in cui tensioni elettriche e correnti elettriche o/e correnti elettriche e collegamenti di flusso magnetico o/e cariche elettriche e tensioni elettriche sono collegate tra loro… … Dizionario-libro di consultazione dei termini della documentazione normativa e tecnica

Wikizionario ha l'articolo "catena" Catena: Nella tecnica: Una catena è una struttura costituita da collegamenti identici (nel significato originale di anelli di metallo) collegati ... Wikipedia

Figura 1 catena Chua. Elementi passivi L,G,C1,C2, diodo g Chua. Nella versione classica, vengono offerti i seguenti valori degli elementi: L \u003d 1 / 7Gn; G \u003d 0,7Sm; C1 \u003d 1 / 9F; C2 \u003d 1F Circuito Chua, il circuito Chua è il più semplice circuito elettrico che mostra le modalità ... ... Wikipedia

Una corrente costante è una corrente elettrica che non cambia direzione. Un circuito elettrico con tale corrente è chiamato circuito CC.

Le principali quantità che caratterizzano i processi che si verificano nei circuiti elettrici CC sono: EMF della sorgente E(B), tensione U(B), potenziale Ψ(B), corrente I(A), potenza P(W).

I parametri principali dei circuiti e dei loro elementi sono:

resistenza R(Ohm), conducibilità G(cm).

La caratteristica grafica del circuito è un diagramma potenziale che mostra la variazione di potenziale dalla resistenza lungo il circuito.

Leggi dei circuiti elettrici

Le leggi più importanti che governano i processi che avvengono nei circuiti elettrici sono la legge di Ohm, due leggi di Kirchhoff e la legge dell'equilibrio di potenza.

La legge di Ohm si applica a una sezione separata del circuito elettrico. È formulato come segue: in una sezione del circuito, la corrente è direttamente proporzionale alla tensione e inversamente proporzionale alla resistenza di questa sezione.

Dalla (3.1) risulta: U= IR, e anche R=U / I

Tuttavia dall'ultima formula non segue che la resistenza R dipenda dalla tensione U o dalla corrente I.

La prima legge di Kirchhoff viene utilizzata per determinare la relazione tra le correnti nei circuiti ramificati. Si formula come segue: la somma algebrica delle correnti dei rami convergenti in un nodo elettrico è uguale a zero.

In questo caso le correnti in entrata nel nodo vengono prese con il segno “+” e le correnti in uscita dal nodo vengono prese con il segno “-”.

Esempio. Scrivi un'equazione secondo la legge I di Kirchhoff per il nodo 1.

Io 1 + io 2 - io 3 -io 4 \u003d 0

La seconda legge di Kirchhoff si applica ad un circuito chiuso. Dice:

In qualsiasi circuito chiuso, la somma algebrica delle sorgenti EMF è uguale alla somma algebrica delle cadute di tensione su tutte le resistenze del circuito.

ΣEi = ΣUj (3.3)

Per scrivere l'equazione secondo la seconda legge di Kirchhoff, devi prima scegliere la direzione in cui aggirare il contorno. Quando si scrive l'equazione, la FEM viene presa con il segno "+", se la direzione della FEM coincide con la direzione di bypass del circuito, la tensione viene presa con il segno "+" se la corrente in questa resistenza coincide con la direzione di bypass del circuito. Altrimenti, la FEM e la tensione vengono prese con il segno "-".

Esempio. Scrivi un'equazione secondo la II legge di Kirchhoff per il circuito II.

Scegliamo la direzione del bypass in senso orario (indicato dalla freccia).

E 2 -E 3 \u003d U 2 -U 3 -U 4;

Data la legge di Ohm, scriviamo come segue: E 2 -E 3 \u003d I 2 R 2 -I 3 R 3 -I 3 R 4.

La legge del bilancio di potenza afferma: in qualsiasi momento nel circuito elettrico viene eseguito un bilancio di potenza, cioè la somma algebrica delle potenze di tutte le fonti di elettricità è uguale alla somma algebrica delle potenze di tutti i ricevitori nel circuito.

Σ R I i =Σ R P j (3.4)

Esempio per la fig. 3.5: Mi 1 I 1 - Mi 2 I 2 + Mi 3 I 3 \u003d U 1 I 1 + U 2 I 2 + U 3 I 3 + U 4 I 3

Modalità di funzionamento dei circuiti elettrici.

Il circuito elettrico può funzionare in una delle quattro modalità:

- nominale;

- minimo (XX);

– cortocircuito (cortocircuito);

- concordato.

Consideriamo un circuito elettrico CC non ramificato costituito da una sorgente EMF E con resistenza interna R HV, una linea a due fili con resistenza R L e resistenza di carico R H, il cui valore può variare (Fig. 3.6).

nominale: questa è la modalità in cui tutti gli elementi del circuito elettrico possono funzionare per un tempo sufficientemente lungo, con una determinata affidabilità. Questa modalità è caratterizzata da tensione nominale U NOM, corrente I NOM, potenza R NOM ed efficienza.
che sono indicati sul passaporto, mentre otteniamo:

E \u003d I NOM R HV + I NOM R L + I NOM R H; (3.5)

U NOM \u003d E-I NOM R HV (3.6)

Il minimo è una modalità in cui il circuito elettrico è interrotto e non c'è corrente, I XX \u003d 0. In questa modalità possiamo assumere che R H → ∞ e U XX =E.

In questa modalità il circuito può funzionare a lungo, senza restrizioni.

La modalità K3 si verifica quando la resistenza del ricevitore (carico) diminuisce a zero, ad es. R n ≈0.

In questo caso, la tensione sul carico è zero U=0 e la corrente di carico è molte volte superiore alla corrente nominale.

I KZ \u003d E / (R VN + R L) (3,7)

Se R L ≈0, allora I KZ \u003d E / R VN, raggiungendo valori molto grandi. Pertanto la modalità K.3 è una modalità di emergenza.

Coordinato è il modo del circuito elettrico, in cui è di massima importanza la potenza ceduta dalla sorgente al circuito esterno.

Tale modalità si verifica a determinati rapporti tra le resistenze R HV, R H e R L. La condizione per il verificarsi di una modalità adattata è determinata dall'equazione

R N \u003d R VN + R L (3,8)

In modo coordinato, l'efficienza è 0,5, quindi questa modalità non è praticamente utilizzata per installazioni elettriche potenti. Solo alcune radio, automazioni e altri dispositivi a basso consumo funzionano in questa modalità.

Fonti di campi elettromagnetici e corrente

Una fonte di elettricità è un dispositivo che converte l'energia non elettrica in energia elettrica.

A seconda delle loro caratteristiche, le fonti di energia in corrente continua possono essere divise in due gruppi: fonti EMF e fonti di corrente.

Le sorgenti EMF hanno una bassa resistenza interna R HV e sono indicate negli schemi come segue:

Qui R H è la resistenza di carico collegata ai terminali aeb della sorgente EMF.

Una caratteristica della sorgente EMF è che la tensione ai suoi terminali non cambia in modo significativo quando cambia la resistenza di carico R H. In questo caso la corrente di carico I H cambia (quando R H diminuisce, I H aumenta e viceversa). La tensione della sorgente EMF è determinata dall'espressione:

U=E - I H R HV (3.9)

La sorgente di corrente ha una bassa conducibilità interna G HV ed è indicata nello schema come segue:

Quando cambia la resistenza di carico R H collegata al generatore di corrente, la corrente di carico I H cambia leggermente, mentre la tensione U cambia sui terminali a e b del generatore di corrente (quando R H aumenta, aumenta anche la tensione U).

Il valore della corrente di carico della sorgente di corrente è determinato dalla formula

I H \u003d I K -UG HV (3.10)

dove I K è la corrente generata dalla sorgente di corrente.

Le fonti di campi elettromagnetici includono generatori elettromeccanici, celle galvaniche e batterie.

Le fonti attuali includono caricabatterie, alimentatori speciali utilizzati nei computer, ecc. .

A seconda del tipo di energia primaria (non elettrica), le fonti di corrente continua sono suddivise in: chimica, macchina elettrica, termoelettrica, fotovoltaica, nucleare, magnetoidrodinamica (MHD), ecc.

Sorgenti chimiche di corrente continua

Le fonti di corrente continua chimica includono:

– elementi galvanici;

– elementi combustibili;

– accumulatori.

Le celle galvaniche (batterie) sono ampiamente utilizzate.

In una cella galvanica, l'energia chimica delle reazioni redox viene convertita in energia elettrica. Una caratteristica di una cella galvanica è l'impossibilità di ripristinare i suoi materiali attivi dopo una scarica, quindi sono celle irreversibili. In pratica vengono utilizzati rame-zinco, rame-magnetico, argento-magnetico, ossido-mercurio, carbone-zinco.

Le celle a combustibile vengono utilizzate nei veicoli spaziali.

Nelle celle a combustibile, combustibile e ossidante vengono forniti agli elettrodi man mano che vengono consumati nella cella. In questo caso il materiale dell'elettrodo non partecipa direttamente alle reazioni e funge solo da catalizzatore.

Le batterie sono attualmente le fonti più comuni di corrente continua (piombo, argento-zinco e nichel-cadmio, litio, ecc.).

Considera il dispositivo e il principio di funzionamento di una batteria al piombo.

Gli elementi principali della batteria sono due elettrodi posti in un elettrolita.

Il biossido di piombo РbO 2 viene utilizzato come elettrodo positivo e il piombo spugnoso (poroso) Pb viene utilizzato come elettrodo negativo.

L'elettrolita è una soluzione di acido solforico H 2 SO 4 .

Quando una resistenza (carico) è collegata agli elettrodi della batteria, il circuito elettrico si chiude e una corrente di scarica scorre attraverso il carico.

In questo caso, a seguito di una reazione chimica, gli ioni di piombo positivi Pb ++ c dell'elettrodo negativo reagiscono con gli ioni negativi del residuo acido SO 4 - -, per cui sull'elettrodo negativo rimangono cariche negative e si forma solfato di piombo PbSO 4, che si deposita sull'elettrodo.

Come risultato delle reazioni chimiche, sull'elettrodo positivo si forma anche un film di solfato di piombo PdSO 4, vengono rilasciate cariche positive e nell'elettrolita si formano ulteriori molecole d'acqua H 2 O.

Pertanto, durante la scarica, su entrambi gli elettrodi si forma una pellicola di solfato di piombo, il numero di molecole d'acqua diminuisce e la densità dell'elettrolita diminuisce.

Quando una sorgente CC esterna è collegata agli elettrodi della batteria, inizia il processo di ricarica.

In questo caso, a seguito di reazioni chimiche, la pellicola di solfato di piombo su entrambi gli elettrodi si decompone. Il piombo Pb viene ridotto sull'elettrodo negativo e il biossido di piombo PbO 2 viene ridotto sull'elettrodo positivo. Nell'elettrolita diminuisce il numero di molecole di acqua H 2 O e aumenta il numero di molecole di acido solforico H 2 SO 4. La densità dell'elettrolita aumenta. L'equazione chimica per entrambi i processi ha la seguente forma generale

Pb + PbO2 + 2H2SO4 ← → 2PbSO4 + 2H2O

Strutturalmente la batteria è composta da più batterie collegate in serie e collocate in un monoblocco di ebanite. Ogni batteria contiene piastre negative e positive. Le piastre della stessa polarità sono interconnesse e formano un semiblocco. Tra le piastre positiva e negativa sono inserite piastre isolanti (separatori) di ebanite per evitare cortocircuiti.

Altre fonti di corrente continua comunemente utilizzate sono le macchine elettriche: i generatori verranno discussi più avanti nell'argomento pertinente.

circuito elettricoè chiamato un insieme di elementi che formano percorsi per il passaggio. Un circuito elettrico è costituito da elementi attivi e passivi.

elementi attivi vengono considerate le fonti di energia elettrica (sorgenti di tensione e corrente), gli elementi passivi includono.

Le caratteristiche quantitative degli elementi di un circuito elettrico sono chiamate parametri. Ad esempio, i parametri di una sorgente di tensione costante sono la sua EMF e. Il parametro del resistore è la resistenza della bobina - la sua induttanza L e il condensatore - capacità C.

La tensione o la corrente fornita al circuito verrà chiamata segnale di azione o di ingresso. I segnali che influenzano possono essere considerati come diverse funzioni del tempo, che cambiano secondo una certa legge z(t). Ad esempio, z(t) può essere un valore costante, cambiare nel tempo secondo una legge periodica o avere un carattere aperiodico.

Verranno chiamate tensioni e correnti che si verificano sotto l'influenza di influenze esterne nella parte del circuito elettrico che ci interessa e che sono anche funzioni del tempo x(t) reazione (risposta) della catena O segnale di uscita.

Qualsiasi elemento passivo di un circuito elettrico reale in un modo o nell'altro ha resistenza attiva, induttanza e capacità. Tuttavia, per facilitare lo studio dei processi in un circuito elettrico e il suo calcolo, il circuito reale viene sostituito da uno idealizzato, costituito da elementi separati spazialmente separati R, L, C.

Si presume che i conduttori che collegano gli elementi del circuito non abbiano resistenza attiva, induttanza e capacità. Una catena così idealizzata è chiamata catena con parametri concentrati, e i calcoli basati su di esso danno in molti casi risultati ben confermati dall'esperimento.

I circuiti elettrici con parametri costanti sono circuiti in cui le resistenze dei resistori R, l'induttanza delle bobine L e la capacità dei condensatori C sono costanti, indipendenti dalle correnti e dalle tensioni che agiscono nel circuito. Tali elementi sono chiamati lineare.

Se la resistenza del resistore R non dipende dalla corrente, viene espressa la relazione lineare tra la caduta di tensione e la corrente ur = R x i r e la caratteristica corrente-tensione del resistore (è una linea retta (Fig. 1 , UN).

Se l'induttanza della bobina non dipende dal valore (della corrente che scorre in essa, allora il collegamento del flusso dell'autoinduzione della bobina ψ è direttamente proporzionale a questa corrente ψ = L x i l (Fig. 1,b) .

Infine, se la capacità del condensatore C non dipende dalla tensione uc applicata alle armature, allora la carica q accumulata sulle armature e la tensione u c sono interconnesse da una dipendenza lineare mostrata graficamente in Fig. 1, nel .

Riso. 1. Caratteristiche degli elementi lineari del circuito elettrico: a - caratteristica corrente-tensione del resistore, b - dipendenza del collegamento del flusso dalla corrente nella bobina, c - dipendenza della carica del condensatore dalla tensione ai suoi capi.

La linearità di resistenza, induttanza e capacità è condizionata, poiché in realtà tutti gli elementi reali circuito elettrico sono non lineari. Sì, mentre passa corrente attraverso l'ultimo resistore.

Un aumento eccessivo della corrente in una bobina con nucleo ferromagnetico può modificarne leggermente l'induttanza. In una certa misura, la capacità dei condensatori con dielettrici diversi cambia a seconda della tensione applicata.

Tuttavia, nella normale modalità operativa degli elementi, questi cambiamenti sono solitamente così piccoli che potrebbero non essere presi in considerazione nei calcoli e tali elementi del circuito elettrico sono considerati lineari.

Anche i transistor che funzionano in modalità in cui vengono utilizzate sezioni rettilinee delle loro caratteristiche corrente-tensione possono essere considerati condizionatamente come dispositivi lineari.

Viene chiamato un circuito elettrico costituito da elementi lineari circuito elettrico lineare. I circuiti lineari sono caratterizzati da equazioni lineari per correnti e tensioni e sono sostituiti da circuiti equivalenti lineari. I circuiti equivalenti lineari sono costituiti da elementi passivi e attivi lineari, le cui caratteristiche corrente-tensione sono lineari. Per l'analisi dei processi vengono utilizzati circuiti elettrici lineari.

Questo articolo è per coloro che hanno appena iniziato a studiare la teoria dei circuiti elettrici. Come sempre non entreremo nella giungla delle formule, ma cercheremo di spiegare i concetti di base e l'essenza delle cose importanti per la comprensione. Quindi, benvenuto nel mondo dei circuiti elettrici!

Vuoi informazioni più utili e notizie fresche ogni giorno? Unisciti a noi su Telegram.

Circuiti elettrici

è un insieme di dispositivi attraverso i quali scorre la corrente elettrica.

Considera il circuito elettrico più semplice. In cosa consiste? Ha un generatore: una fonte di corrente, un ricevitore (ad esempio una lampadina o un motore elettrico), nonché un sistema di trasmissione (fili). Affinché un circuito diventi un circuito e non un insieme di fili e batterie, i suoi elementi devono essere interconnessi da conduttori. La corrente può circolare solo in un circuito chiuso. Diamo un'altra definizione:

- Si tratta di sorgente di corrente, linee di trasmissione e ricevitore interconnessi.

Naturalmente, source, sink e fili sono l'opzione più semplice per un circuito elettrico elementare. In realtà, i diversi circuiti comprendono molti più elementi e apparecchiature ausiliarie: resistori, condensatori, sezionatori, amperometri, voltmetri, interruttori, collegamenti di contatti, trasformatori e così via.

Classificazione dei circuiti elettrici

Su appuntamento i circuiti elettrici sono:

• Circuiti elettrici di potenza;
• Circuiti di controllo elettrici;
• Circuiti di misura elettrici;

Circuiti di potenza progettati per la trasmissione e distribuzione di energia elettrica. Sono i circuiti di alimentazione che conducono corrente al consumatore.

Inoltre, i circuiti sono divisi in base alla forza della corrente al loro interno. Ad esempio, se la corrente nel circuito supera i 5 ampere, il circuito è alimentato. Quando si fa clic sul bollitore collegato alla presa, si chiude il circuito di alimentazione.

Circuiti di controllo elettrici non sono di potenza e sono progettati per attivare o modificare i parametri di funzionamento di dispositivi e apparecchiature elettriche. Un esempio di circuito di controllo è l'apparecchiatura di monitoraggio, controllo e segnalazione.

Circuiti di misura elettrici progettato per registrare le modifiche nei parametri delle apparecchiature elettriche.

Calcolo dei circuiti elettrici

Calcolare un circuito significa trovare tutte le correnti in esso contenute. Esistono diversi metodi per calcolare i circuiti elettrici: le leggi di Kirchhoff, il metodo delle correnti di circuito, il metodo dei potenziali nodali e altri. Considera l'applicazione del metodo delle correnti di circuito sull'esempio di un circuito specifico.

Innanzitutto, selezioniamo i circuiti e indichiamo la corrente in essi. La direzione della corrente può essere scelta arbitrariamente. Nel nostro caso, in senso orario. Quindi per ciascun contorno comporremo equazioni secondo la 2a legge di Kirchhoff. Le equazioni vengono compilate come segue: la corrente del circuito viene moltiplicata per la resistenza del circuito, i prodotti della corrente di altri circuiti e le resistenze totali di questi circuiti vengono aggiunti all'espressione risultante. Per il nostro schema:

Il sistema risultante viene risolto sostituendo i dati iniziali del problema. Le correnti nei rami del circuito originale si trovano come somma algebrica delle correnti del circuito

Qualunque sia la catena che devi calcolare, i nostri esperti ti aiuteranno sempre a far fronte ai compiti. Troveremo tutte le correnti secondo la regola di Kirchhoff e risolveremo qualsiasi esempio di transitori nei circuiti elettrici. Divertiti imparando con noi!