Circuitos elétricos lineares

Um circuito elétrico é chamado de um conjunto de elementos que formam caminhos para a passagem eletricidade… Um circuito elétrico consiste em elementos ativos e passivos.

Os elementos ativos são considerados fontes de energia elétrica (fontes de tensão e corrente), os elementos passivos incluem resistores, indutores, capacitores elétricos.

As características quantitativas dos elementos de um circuito elétrico são chamadas de seus parâmetros... Por exemplo, os parâmetros de uma fonte de tensão constante são seu EMF e Resistencia interna… O parâmetro do resistor é sua resistência da bobina - sua indutância L e capacitor - capacitância C.

A tensão ou corrente fornecida ao circuito será chamada de sinal atuante ou de entrada... Sinais atuantes podem ser vistos como diferentes funções do tempo variando de acordo com alguma lei z(T)... Por exemplo z(T) pode ser constante, mudando no tempo de acordo com uma lei periódica ou ter um caráter aperiódico.

As tensões e correntes que surgem sob a influência de influências externas na parte do circuito elétrico que nos interessa e que também são funções do tempo NS (T), chamaremos de reação em cadeia ou sinal de fim de semana.

Cada elemento passivo de um circuito elétrico real tem algum grau de resistência ativa, indutância e capacitância. No entanto, para facilitar o estudo dos processos em um circuito elétrico e seu cálculo, o circuito real é substituído por um idealizado que consiste em elementos separados espacialmente R, L, S.

Nesse caso, considera-se que os fios que conectam os elementos do circuito não possuem resistência, indutância e capacitância ativas. Esse circuito idealizado é chamado de circuito de parâmetros dobrados e os cálculos baseados nele fornecem, em muitos casos, resultados que são bem confirmados pela experiência.

NSE circuitos elétricos com parâmetros constantes são aqueles circuitos nos quais as resistências dos resistores R, a indutância das bobinas L e a capacidade dos capacitores C são constantes, independentemente das correntes e tensões que atuam no circuito. Tais elementos são chamados lineares.

Se a resistência do resistor R não depende da corrente, então a relação linear entre a queda de tensão e a corrente é expressa lei de ohm ur = R NS ir, e a característica corrente-tensão do resistor (é uma linha reta (Fig. 1, a).

Se a indutância da bobina não depender do valor (da corrente que flui nela, então a conexão do fluxo de auto-indução da bobina ψ diretamente proporcional a esta corrente ψ= L NS il (Fig. 1, b) .

Finalmente, se a capacitância do capacitor C não depende da tensão uc aplicada às placas, então a carga q acumulada nas placas e a tensão u° C estão interligadas por uma relação linear, mostrada graficamente na fig. 1, v.

Arroz. 1. Características dos elementos lineares do circuito elétrico: a — característica corrente-tensão do resistor, b — dependência da conexão do fluxo da corrente na bobina, c — dependência da carga do capacitor na tensão através dele.

A linearidade da resistência, indutância e capacitância é condicional, porque na realidade todos os elementos reais de um circuito elétrico são não lineares. Então, ao passar corrente pelo último resistor aquece e sua resistência muda.

Aumentar excessivamente a corrente em uma bobina ferromagnética pode alterar ligeiramente sua indutância. A capacidade dos capacitores com diferentes dielétricos muda em um grau ou outro, dependendo da tensão aplicada.

No entanto, no modo normal de funcionamento dos elementos, essas alterações costumam ser tão insignificantes que podem não ser levadas em consideração nos cálculos, sendo tais elementos do circuito elétrico considerados lineares.

Os transistores que operam em modos quando seções retas são usadas com suas características de tensão-corrente também podem ser considerados condicionalmente como dispositivos lineares.

Um circuito elétrico que consiste em elementos lineares é chamado de circuito elétrico linear. Circuitos lineares são caracterizados por equações lineares para correntes e tensões e circuitos equivalentes lineares substituídos. Os circuitos equivalentes lineares consistem em elementos passivos e ativos lineares cujas características volt-ampère são lineares.Para a análise de processos em circuitos elétricos lineares são utilizados leis de Kirchhoff.