วงจรไฟฟ้าเชิงเส้น

วงจรไฟฟ้าเรียกว่าชุดขององค์ประกอบที่สร้างเส้นทางสำหรับทางเดิน ไฟฟ้า… วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยองค์ประกอบแบบแอคทีฟและพาสซีฟ

องค์ประกอบที่ใช้งานถือเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า (แหล่งที่มาของแรงดันและกระแส) รวมถึงองค์ประกอบแบบพาสซีฟ ตัวต้านทาน, ตัวเหนี่ยวนำ, ตัวเก็บประจุไฟฟ้า.

ลักษณะเชิงปริมาณขององค์ประกอบของวงจรไฟฟ้าเรียกว่า พารามิเตอร์... ตัวอย่างเช่น พารามิเตอร์ของแหล่งจ่ายแรงดันคงที่คือ EMF และ ความต้านทานภายใน… พารามิเตอร์ของตัวต้านทานคือความต้านทานของขดลวด — ตัวเหนี่ยวนำ L และตัวเก็บประจุ — ความจุ C

แรงดันหรือกระแสที่จ่ายให้กับวงจรจะเรียกว่าสัญญาณแสดงหรือสัญญาณเข้า… สัญญาณการแสดงสามารถถูกมองว่าเป็นฟังก์ชันต่างๆ ของเวลาที่แตกต่างกันไปตามกฎบางอย่าง z(T)… ตัวอย่างเช่น z(T) สามารถคงที่ เปลี่ยนแปลงตามเวลา ตามกฎคาบหรือมีลักษณะเป็นคาบ

แรงดันและกระแสที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลภายนอกในส่วนของวงจรไฟฟ้าที่เราสนใจและซึ่งเป็นฟังก์ชันของเวลา NS (T) เราจะเรียกปฏิกิริยาลูกโซ่หรือสัญญาณสุดสัปดาห์

ทุกองค์ประกอบแบบพาสซีฟของวงจรไฟฟ้าจริงมีความต้านทานแบบแอกทีฟ ความเหนี่ยวนำ และความจุในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม เพื่ออำนวยความสะดวกในการศึกษากระบวนการในวงจรไฟฟ้าและการคำนวณ วงจรจริงจะถูกแทนที่ด้วยวงจรในอุดมคติซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบที่แยกจากกันเชิงพื้นที่ R, L, S

ในกรณีนี้จะถือว่าสายที่เชื่อมต่อองค์ประกอบของวงจรไม่มีความต้านทานการเหนี่ยวนำและความจุ วงจรในอุดมคติดังกล่าวเรียกว่าวงจรพับพารามิเตอร์ และการคำนวณตามวงจรดังกล่าวจะให้ผลลัพธ์ที่ได้รับการยืนยันอย่างดีจากประสบการณ์ในหลายกรณี

NSEวงจรไฟฟ้าที่มีพารามิเตอร์คงที่คือวงจรที่ความต้านทานของตัวต้านทาน R, ความเหนี่ยวนำของขดลวด L และความจุของตัวเก็บประจุ C มีค่าคงที่ โดยไม่ขึ้นกับกระแสและแรงดันที่กระทำในวงจร องค์ประกอบดังกล่าวเรียกว่าเชิงเส้น

หากความต้านทานของตัวต้านทาน R ไม่ขึ้นอยู่กับกระแส ความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างแรงดันตกและกระแสจะแสดงขึ้น กฎของโอห์ม ur = R NS ir และลักษณะกระแสแรงดันของตัวต้านทาน (เป็นเส้นตรง (รูปที่ 1, a)

หากค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดไม่ขึ้นอยู่กับค่า (ของกระแสที่ไหลในนั้น ดังนั้นการเชื่อมต่อของฟลักซ์การเหนี่ยวนำตัวเองของขดลวด ψ เป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสนี้ ψ= L NS il (รูปที่ 1, b) .

สุดท้าย หากความจุของตัวเก็บประจุ C ไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า uc ที่ใช้กับเพลต ดังนั้นประจุ q ที่สะสมบนเพลตและแรงดัน u° C จะเชื่อมต่อกันด้วยความสัมพันธ์เชิงเส้น 1,โวลต์

ข้าว. 1. ลักษณะขององค์ประกอบเชิงเส้นของวงจรไฟฟ้า: a — ลักษณะแรงดันกระแสของตัวต้านทาน b — การพึ่งพาการเชื่อมต่อของฟลักซ์กับกระแสในขดลวด c — การพึ่งพาของประจุตัวเก็บประจุกับแรงดันคร่อม

ความเป็นเชิงเส้นของความต้านทาน ความเหนี่ยวนำ และความจุเป็นเงื่อนไข เนื่องจากในความเป็นจริงองค์ประกอบจริงทั้งหมดของวงจรไฟฟ้าไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นเมื่อผ่านกระแสผ่านตัวต้านทานตัวสุดท้าย ร้อนขึ้นและความต้านทานของมันเปลี่ยนไป.

การเพิ่มกระแสในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ามากเกินไปอาจทำให้ค่าความเหนี่ยวนำเปลี่ยนแปลงได้เล็กน้อย ความจุของตัวเก็บประจุที่มีไดอิเล็กตริกต่างกันจะเปลี่ยนไปหนึ่งองศาหรืออีกระดับหนึ่งขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

อย่างไรก็ตามในโหมดการทำงานปกติขององค์ประกอบ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มักจะไม่มีนัยสำคัญจนไม่สามารถนำมาพิจารณาในการคำนวณได้ และองค์ประกอบดังกล่าวของวงจรไฟฟ้าจะถือเป็นเส้นตรง

ทรานซิสเตอร์ที่ทำงานในโหมดเมื่อใช้ส่วนของเส้นตรงที่มีลักษณะเป็นกระแสและแรงดันสามารถพิจารณาแบบมีเงื่อนไขว่าเป็นอุปกรณ์เชิงเส้น

วงจรไฟฟ้าที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเชิงเส้นเรียกว่าวงจรไฟฟ้าเชิงเส้น วงจรเชิงเส้นมีลักษณะเป็นสมการเชิงเส้นสำหรับกระแสและแรงดันและวงจรสมมูลเชิงเส้นแทนที่ วงจรสมมูลเชิงเส้นประกอบด้วยองค์ประกอบเชิงเส้นแบบพาสซีฟและเชิงเส้นที่มีลักษณะของโวลต์-แอมแปร์เป็นแบบเชิงเส้นสำหรับการวิเคราะห์กระบวนการในวงจรไฟฟ้าเชิงเส้นจะใช้ กฎของเคอร์ชอฟฟ์.