Teoria Obwodów - Lekcja 1

  1  Lekcja 1. Podstawowe prawa obwodów elektrycznych    Wst p  Lekcja  pierwsza  wprowadza  podstawowe  poj cia  i  prawa  obwodów  elektrycznych,  w  tym  pr d  i  napi cie,  elementy  liniowe  obwodu  w  postaci  rezystora,  cewki  i  kondensatora  oraz  ródła sterowane i niezale ne. Najwa niejszym prawem teorii obwodów jest prawo pr dowe i  napi ciowe Kirchhoffa, podane tutaj w postaci ogólnej. Z prawa Kirchhoffa wynikaj  reguły  upraszczania  obwodów,  zdefiniowane  dla  poł czenia  szeregowego,  równoległego  oraz  transfiguracji gwiazda-trójk t i trójk t-gwiazda.      1.1. Podstawowe poj cia obwodów  Teoria  obwodów  stanowi  jedn   z  dziedzin  elektrotechniki  zajmuj c   si   stron   teoretyczn   zjawisk  wyst puj cych  w  obwodach  elektrycznych,  w  tym  metodami  analizy  rozpływu  pr dów  i  rozkładu  napi   obwodu  w  stanie  ustalonym  i  nieustalonym.  Przyjmuje  si ,  e  no nikami elektryczno ci s  cz stki elementarne: elektrony i protony wyst puj ce w atomie.  W  przypadku  przewodników  elektrycznych  najwa niejsz   rol   odgrywaj   elektrony  swobodne, stanowi ce trwałe no niki ujemnego ładunku  q , wyzwolone z przyci gania j dra  atomu  oraz  jony,  stanowi ce  cz steczki  naładowane  dodatnio  lub  ujemnie.  Ładunek  elektryczny elektronu, oznaczany jest liter   e  a jego warto   e =1,602 ⋅10-19C.  Pr d elektryczny  powstaje jako uporz dkowany ruch ładunków elektrycznych i jest uto samiany  w  teorii  obwodów  z  poj ciem  nat enia  pr du  elektrycznego.  W  ogólno ci  definiowany  jest  jako  granica  stosunku  ładunku  elektrycznego  przepływaj cego  przez  przekrój  poprzeczny  elementu  do  rozpatrywanego czasu, gdy czas ten d y do zera. Pr d elektryczny oznaczany b dzie liter   i  (du  lub  mał ). Jest wielko ci  skalarn  a jej jednostk  w układzie SI jest  amper  (A).  Ka demu  punktowi  w  rodowisku  przewodz cym  pr d  elektryczny  mo na  przyporz dkowa   pewien  potencjał  mierzony  wzgl dem  punktu  odniesienia.  Ró nica  potencjałów  mi dzy  dwoma  punktami tego  rodowiska nazywana jest  napi ciem elektrycznym . Jednostk  napi cia elektrycznego  jest  volt  (V).    2  1.2. Elementy obwodu elektrycznego  Za  obwód elektryczny  uwa a  b dziemy takie poł czenie elementów ze sob ,  e istnieje mo liwo   przepływu pr du w tym poł czeniu. Obwód jest odwzorowywany poprzez swój schemat, na którym  zaznaczone s  symbole graficzne elementów oraz sposób ich poł czenia ze sob , tworz cy okre lon  

(…)

… jest na rys. 1.1.
2
Rys. 1.1. Oznaczenie rezystora liniowego
Opis matematyczny rezystora wynika z prawa Ohma, zgodnie z którym
u R = RiR (0.1)
Spadek napi cia na rezystorze liniowym jest proporcjonalny do pr du przepływaj cego przez niego a
współczynnik proporcjonalno ci jest równy rezystancji R. Warto rezystancji rezystora liniowego
przyjmuje warto stał . Jednostk rezystancji jest om (Ω) a konduktancji…
…
Opis matematyczny rezystora wynika z prawa Ohma, zgodnie z którym
u R = RiR
(0.1)
Spadek napi cia na rezystorze liniowym jest proporcjonalny do pr du przepływaj cego przez niego a
współczynnik proporcjonalno ci jest równy rezystancji R. Warto
przyjmuje warto
rezystancji rezystora liniowego
stał . Jednostk rezystancji jest om (Ω) a konduktancji siemens (S).
W realizacji praktycznej opornik…
… nazywane s ródłami.
Zaliczamy do nich niezale ne ródło napi cia i pr du oraz ródła sterowane.
Ka dy element obwodu mo e by opisany równaniami algebraicznymi lub ró niczkowymi,
wi cymi pr d i napi cie na jego zaciskach. Element jest liniowy, je li równanie opisuj ce go jest
liniowe. W przeciwnym wypadku element jest nieliniowy.
1.2.1. Rezystor
Rezystor, zwany równie opornikiem nale y do klasy elementów…
… bardzo popularne modele wielu elementów elektrycznych i
elektronicznych, takich jak transformatory idealne, maszyny elektryczne, tranzystory
bipolarne i polowe, wzmacniacze operacyjne napi ciowe i pr dowe, itp.
1.3. Prawa Kirchhoffa
Pod poj ciem analizy obwodu elektrycznego rozumie si proces okre lania rozpływu pr dów
i rozkładu napi w obwodzie przy zało eniu, e znana jest struktura obwodu oraz warto…
... zobacz całą notatkę