Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей (1987), страница 7

В каких технических устройствах может наблюдаться электрический ток, проходящий.через вакуум, газовую среду, жидкость, твердотельный полупроводник н твердотельный проводник? 1.3. Как изменятся потенциалы различных точек электрической цепи, если заземление цепи перенести в точку, где первоначально потенциал был равен — 5 В? 1.4. Как изменятся напряжения между различными точками электрической цепи, если ааземление цепи перенести в точку, где первоначально потенциал был равен 10 В? 1.5. В каких двух случаях мгноненные значения напряжения и тока между двумя заданными точками электрической цепи имеют разные знаки? ! 6.

Какой физический смысч имеют пщщжительный и отрицательный знаки мгновенной мощности? !.7. Какие неэлектрические сигналы существуют в природе? !.8. Какие электрические сигналы существуют в природе? !хи Какую информацию заключали в себе сигналы первого искусственного спутника Земли? 1.10. Какие природные пропессы можно считать практически гармоническими колебаниями? 1Л 1. На какую величину изменяется фаза гармонических колебаний за один период и за одну секунду? 1Л2, Какие модулированные сигналы существуют в природе? ' !.13. Являются лн модулированными речевые сигналыэ !.14. Почему частота молуляцин не может превышать частоту несущего сигнала? 1.15. Как можно получить ФМ-сигнал, показанный на рнс. 1.5, а? 1.15.

В каких прирадйых падениях проявляется спектральный состав слож. ных сигналов? 1.17, Какими свойствами спектрального анализатора обладаюг маятник н стеклянная призма? 1.18. Сколько гармонических спектральных составляющих содержат сигналы п(т) = 10соз10еп1+ 20ып!0 л! и иЯ= 4соз'(100яг + н/41? 1.19. Какие волновые процессы существуют в природе и какие сигнады в электросвязи являются волновыми процессами? 1,20. Па каким двум свойствам различаются линейные и нелинейные электрические цепи? 1.21.

По каким трем свойствам различаются линейные и параметрические цепи?. 1.22. Канне линейные цепи н почему не изучаются в курсе ТЛЭГ(? 1,23. Может ' лн при частотных искажениях сигнала измениться частота гармонических колебаний? 1.24. В каких случаях может измениться частота сигнала в линейной цепи с постоянными параметрами? 1.25. Почему возможно применение телефонных каналов связи с полосой прапускания, начинающейся с 300 Гц, хотя речевые сигналы содержат спект. ральные составляющие и с меньшими частотами? ГЛС(ВС( Основы общей теории элентричесних цепей В общей теории влектрическат цепей изучаются такие их свойства, которые являются общими для любых цеяей— лияейяык, иаремегрических и яелипейяык.

Все положения общей теории рассматриваются применительно к цепям с сосредоточеннымн параметрамн. Однако этн положение могут быть использованы н при изучении цепей с распределениымн параметрамн. В оби(ей теории цепей яе рассматривается физическая природа и конструкция источников. потребителей и преобразователей электрической вперена т, е.

реаяеиык элемеитов, иэ косарик составляется влектрическая цлпь. Все опи заменяются абсграктяыми элемеягами с определеяиыми свойствами. На зги свойства иакеодываются те пли ияые ограпичеиия, т'. е. свойства абстрактпык элементов идеализируются. Такие элемеигы яазмваются идеальяыми. Прн этом любой реальный элемент может быть отображен его эквивалеятной схемой, которая представляет собой электрическую цепь, составленную иэ идеальных элементов н обладающую свойствамн этого реального элемента. Соответственно любое сколь угодно сложное устройство свози, составленное из некотормх реальных элементов, может описываться его зкв«валентной схемой, состоящей нз идеальных элементов.

Если же схема описывает соединения реальных элементов в некотором устройстве связи, то она называется ярпяцитшалэпой скемой этого устройстве. Отдельные части (блоки) сложного устройства связи могут выполнить некоторые стандартные функции — уснс ление, модуляцию, подавление помех н т.д. Такяе функциональные блоки могут отображатьсо ие принципиальной схемой, а некоторым условным знаком, например квадратом. Есэи схема описывает соединения функциональных блоков в некотором устройстве связи, то она называется функциональной аеи структурной скемой этого устройства (блок-схемой). э 2.1.

ИДЕАЛЬНЫЕ ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Элемекты, пе являющиеся источниками электрической энергии, удовлетворяют (клоеию яеотрпцателэиссти вовкой экереии (1.5) (ю ) 0) и называются пассивными 27 элемеягама. Их общее обозначение показана еа рнс. 2.1. Элемент называется двухполюсннком, если он подключается к электрической цепи двуми эалгнмамн 1, !' (рнс. 2.1, а). Элеменгчегырелполюсппк подключается к цепь двумя влоднымв зажимами 1, !'и двумя выходнммн эажпмами 2, 2' (рнс.

2.1, б». Понятна двухполюсннка ф' 'Ц в! Рнс. 2.1. Обо»печеная песснвных эле ментов цепи н четырехполюсннка распространяются па пронзвольные ценя с любым количеством элементов. Прн этом для ннх сохраняются общне обоэначення (рнс. 2.1). Соответственно класснфякацнн цепей пасснвные элементы также делятсн на лннейные, параметрнчеснне н нелннейные.

По свопм внергетнческнм свойствам ндеальные пасснвпые элементы подразделяются на трн вида — днссмпатнвные, реактнвные н трансформнрующне. и = г(1, ! = б и. (2.!) Здесь Н вЂ” сопротивление диссипативного элемента, б — его про- водимость. Эти параметры днссипативного элемента измеряются соответственно в омах н сименсах. 1 Ом (1 Ом) — это сопротнвленне (проводнмость) такого днсснпатнвного элемента, на котором получается наоряженне в ! В прн прохожденнн через него постоянного тока в ! Л.

Размерность сопротивления (! зМТ И '), размерность проаоднмостн !с тМ '7«!') Соответственно наименованию параметров диссипативный элемент называют еще сопротивлением или проводимостью, а также резистивным элементом (от лат. гезЫо — сопротивляюсь). В ряде случаев для него используют названия «активное сопротивление» н «активная проводимость», хотя он не относится к активным элементам, которые рассматриваются в $ 2.2. Так же называют параметры И, б, но лучше называть их диссипативным сопротивлением и диссипативной проводимостью.

Если сопротивление является линейным, то К = сопз1 и закон Ома (2.!) справедлив при постоянных и переменных напряжениях и токах, когда и= б, 1=! или и=и(!), 1=!(!). Обозначения линейного диссипативного элемента показаны на рис. 2.2. Такой элемент имеет линейную вольт-амперную характеристику и(!), показанную на рис. 2,3, а, почему он и назван линейным. Параметры этого элемента определяются углом наклона указанной характеристики: )т' = 1/б =-1па. (2.2) 1. Диссипативный элемент. Идеальным диссипативным эле- ' ментом (от лат. й!зз!ра1!о — рассеяние) наэьгвается элемент, полностью рассеивающий энергию, В нем электрическая энергия расходуется необратимо, переходя в другие виды энергии.

Такому определению удовлетворяет элемент, свойства которого описываются законом Ома. Этот закон может быть записан в двух формах: Рис. 2.2. Обозначения ли. нейного днссипативнога элемента Рис. 2.3. Вольт-амперные характеристики диссипативных элементов В устройствах связи применяют физические элементы, близкие по своим свойствам к линейным диссипативным элементам. Такие реальные элементы называются резисторами. Параметрический диссипативный элемент характеризуется переменными парамеграмн и = к(/), В = О(/).

Являясь линейным элементом с переменными параметрами, он тоже имеет линейную вольт-амперную характеристику. Однако наклон такой параметрической характеристики меняется с течением времени (рис. 2.3, б). Для параметрического сопротивления в соотношениях (2.() постоянным может быть либо ток / = /, либо напряжение и = (/. В общем случае напряжение и ток в таком элементе являются переменными. Для нелннейнык днссипатиниых элементов // = к(/) нли 0 = 0(и), Эти элементы характеризуются нелинейными вольт-вмпернымн характеристиками, примеры которых приведены на рис.

2.3, е, е. Для нелияейяем солротивлеяий за. кон Ома (2Л) справедлив только е случае посголнкык напряжений и токов: и = (/, г = /. При этом формула (2.2) определяет так называемые статические параметры элемента — статическое сопротивление и статическую проводимость, которые различны в разных точках вольт-амперной характеристики (рис.

2.3, е). В случае переменных напряжений и токов закон Ома (2.!) длн нелинейных сопротивлений должен быть переписан в дифференциальной форме, которая определяет динамическое сопротивление и динамическую проводимость: би сп //, = —, 6„= —. сн ' ди' Эти же величины называются соответственно дифференциальным сопротивлением и дифференциальной проводимостью, если они измеряютсн при бесконечно медленном изменении напряжения и тока. Динамические параметры (2Л) также являются функциями тока или напряжения: кх = кх(/), бх = бх(и). Этн параметры определяют крутизну вольт: амперной характеристики в ее различных тачках. Нелинейное сопротивление может работать в линейном режиме.

Например, при вольт-амперной характеристике, показанной на 'рис. 2.3,г, линейный режим получается в случае уни-, полярного напряжения и(/) ) О. При этом сопротивление кх = и определяется иэ соотношения (2.2). Из соотношений (1.6) и (2.1) может быть определена мощность, затрачиваемая в диссипативном элементе: р =//,=%'= би .

(2.4) При постоянных напряжениях и токах эта мошность нвляется активной мощностью (1.7). При переменных напряжениях и токах мощность (2.4) называется мгновенной активной мощностью. Эта мошность не может быть отрицательной при )7)0 (6)0). Другими словами, в рассматриваемом элементе электрическая энергия рассеивается и любой момент времени, когда !ФО (и Ф О). Мгновенная активная мошность, так же как и мощность (1.7), измеряется в ваттах, Определяя мгновенную активную мошность, расходуемую при прохождении переменного тока через нелинейный элемент, в равенствах (2.4) необходимо испольэовать динамические параметры й = ))э, 6 = Оь Однако эти параметры могут быть отрицательными, как, например, в случае вольт.амперноа характеристики, показанной на рнс. 2.3, а, при ц (((ц.

При этом мгновеннаи мошность (2.4) получается отрнпательиой, т, е, нелинейное сопротивление перестает быть пассивным элементом н становится источником электрической энергии." 2. Емкостный элемент. В отличие от диссипативных элементов идеальные реактивные элемента! не рассеивают, а запасают, накапливают электрическую энергию и могут возвращать ее обратно в цепь. Мощность ('1.6) для таких элементов называется мгновенной реактивной мощностью. В отличие от активной мошности, которая измеряется в ваттах, реактивная мошность . измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр). Реактивные элементы бывают двух видов — емкостные и ' индуктивные. Обозначение идеального линейного емкостного элемента. показано на рис.