Реферат: Основные понятия и законы теории цепей

Все рассмотренные выше элементы называют пассивными. Они не могут генерировать электрическую энергию. Есть и активные элементы, которые при определенных условиях могут генерировать электрическую энергию. Таких элементов два: идеальный источник напряжения (ЭДС) и идеальный источник тока.

1. Источник напряжения (ЭДС) e, E - это такой элемент, напряжение между зажимами которого при любом токе, по величине равно ЭДС.

Стрелка внутри источника показывает направление возрастания потенциала внутри источника. Если е=0, то на этом участке при любом токе. Это значит, что е=0 заменяется проводом R_пр = 0 и поэтому считают, что внутреннее сопротивление источника напряжения R_{вн е} = 0.

2. Источник тока j, J– это такой элемент, через который при любом напряжении между его зажимами проходит один и тот же ток равный величине источника тока. Если величина источника тока равна 0 (j=0), то i= j = u/R = 0, то при любом напряжении ток на этом участке будет равен нулю (разрыв цепи). Поэтому считают, что внутреннее сопротивление источника тока бесконечно: R_{вн j} = .

Источники тока обеспечивают смещения транзисторов; незаменимы в качестве активной нагрузки для усилительных каскадов с большим коэффициентом усиления и в качестве источников питания эмиттеров для дифференциальных усилителей; необходимы для работы таких устройств как генераторы пилообразного напряжения, интеграторы. Они необходимы для построения схем замещения транзисторов, ламп, любых активных устройств.

Рассмотренные источники ЭДС и тока называются автономными (неуправляемыми, независимыми). Существуют управляемые (зависимые) источники ЭДС и тока.

Рис.1.2.1

На рис.1.2.1 использованы следующие сокращения:

ИНУН – источник напряжения управляемый напряжением;

ИНУТ – источник напряжения управляемый током;

ИТУН – источник тока управляемый напряжением;

ИТУТ – источник тока управляемый током.

Используя стандартные элементы, можно строить схемы замещения реальных элементов цепи.

3. Топологические элементы схем

Кроме рассмотренных элементов существуют топологические элементы, которые позволяют описать структуру цепи.

Основные понятия:

1) Ветвь – соответствует участку цепи, в котором все элементы стоят последовательно, т.е. по которому протекает один и тот же ток.

2) Узел – место соединения трех и более ветвей (иногда даже двух ветвей – фиктивный узел).

3) Граф – условное изображение схемы, дающее положение всех узлов и ветвей без указания элементов. Графы делят на связные и несвязные.

связный граф несвязный граф

Связный – из любого узла можно попасть в любой другой по ветвям.

4) Любая часть графа называется подграфом.

5) Контур – замкнутый путь по ветвям.

6) Дерево – связный подграф, содержащий все узлы, но не образующий ни одного контура. Примеры деревьев:

7) Ветви, не вошедшие в дерево, называются ветвями связи.