Wybrane elementy obwodów elektrycznych
Wybrane elementy obwodów elektrycznych
Idealne z
ródła napięciowe
y
ródło napięcia stałego (siła elektromotoryczna E=const)
Charakterystyka napięciowo-prądowa
I
•
•
•
•
Obwód
U
elektryczny
U = E
PrÄ…d I
Napięcie U jest stałe w czasie (U = E)
i nie zale\
y od natÄ™\
enia prądu I wpływającego do obwodu elektrycznego
Napi
Ä™
cie
Wybrane elementy obwodów elektrycznych
Idealne z
ródła napięciowe
y
ródło napięcia zmiennego w czasie (us(t))
Charakterystyka napięciowo-prądowa
i(t)
us(t)
Obwód
u (t)
elektryczny
t = t0
u(t) = us(t)
i(t0)
PrÄ…d
W dowolnej chwili t0 napięcie u(t0) jest równe napięciu z
ródła napięciowego
us(t0) i nie zale\
y ono od natÄ™\
enia prądu i(t0) wpływającego do obwodu
elektrycznego
Napi
Ä™
cie
Wybrane elementy obwodów elektrycznych
Idealne z
ródło prądowe
y
ródło prądowe (j(t))
Charakterystyka prądowo-napięciowa
i(t)
j(t)
Obwód
u (t)
elektryczny
t = t0
i(t) = j(t)
u(t0)
Napięcie
W dowolnej chwili t0 natÄ™\
enie prądu i(t0) wpływającego do obwodu
elektrycznego jest równe natę\
eniu z
ródła prądowego j(t0) i nie zale\
y od
spadku napięcia u(t0)
w obwodzie elektrycznym
Pr
Ä…
d
Wybrane elementy obwodów elektrycznych
Rezystor prawo Ohma
Rezystorem nazywamy element obwodu elektrycznego, dla którego spełnione jest prawo
Ohma:
u(t) = R Å"i(t) lub i(t) = G Å"u(t)
Współczynnik proporcjonalności R pomiędzy napięciem i prądem jest nazywany jest
rezystancją (oporem elektrycznym), a jego odwrotność G nazywana jest konduktancją
(przewodnością elektryczną)
i(t)
Charakterystyka napięciowo-prądowa
R
u(t)
PrÄ…d
JednostkÄ… rezystancji jest Ohm -> [W]
Zale\
ność napięcia od prądu jest
JednostkÄ… konduktancji jest Siemens -> [S]
liniÄ… prostÄ…
Napi
Ä™
cie
Wybrane elementy obwodów elektrycznych
i(t)
Elementy nieliniowe
Dla elementu nieliniowego prawo Ohma
R(u)
nie jest spełnione:
lub
u(t)
u(t) = R(u)Å"i(t) lub i(t)= G(i)Å"u(t)
G(i)
Napięcie u(t) pomiędzy końcami elementu lub prąd
i(t) płynący przez ten element są nieliniowymi
funkcjami prądu i(t) lub napięcia u(t).
Przykładem elementu nieliniowego jest dioda półprzewodnikowa
i(t)
Charakterystyka prądowo-napięciowa
anoda
eu(t)
ëÅ‚ öÅ‚
kT
ìÅ‚ ÷Å‚
i(t) = i0ìÅ‚e -1÷Å‚
Dioda
u(t)
íÅ‚ Å‚Å‚
katoda
Napięcie
Pr
Ä…
d
Wybrane elementy obwodów elektrycznych
Kondensator
Kondensator jest to lement obwodu elektrycznego, który posiada zdolność do
gromadzenia energii w polu elektrycznym (gromadzenia Å‚adunku elektrycznego).
Wielkością charakteryzującą kondensatory jest ich pojemność elektryczna C opisana
wzorem:
q(t)
C =
u(t)
Gdzie q(t) jest to ładunek zgromadzony na okładkach kondensatora w chwili t, u(t) jest to
napięcie pomiędzy okładkami w tej samej chwili t.
Gdy pojemność C nie zale\
y od napięcia u, to kondensator nazywamy liniowym. W
przeciwnym przypadku kondensator nazywamy nieliniowym.
Kondensator liniowy
Kondensator nieliniowy
i(t)
i(t)
du(t)
i(t)= C(u)du(t)
i(t)= C
dt
dt
C
C(u)
u(t)
u(t)
Jednostką pojemności jest Farad -> [F]
Wybrane elementy obwodów elektrycznych
Cewka indukcyjna
Cewka indukcyjna jest to element obwodu elektrycznego, który posiada zdolność do
gromadzenia energii w polu magnetycznym. Wielkością charakteryzującą cewki
indukcyjne jest ich indukcyjność L.
Gdy indukcyjność L nie zale\
y od prÄ…du i, to cewkÄ… indukcyjnÄ… nazywamy liniowÄ…. W
przeciwnym przypadku cewkÄ… indukcyjnÄ… nazywamy nieliniowÄ….
Cewka indukcyjna liniowa Cewka indukcyjna nieliniowa
di(t)
i
i(t)
i(t)
u(t)= L
u(t) = L(i)dd(tt)
dt
L
L(i)
u(t)
u(t)
Jednostką indukcyjności jest Henr-> [H]