ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
Резистивное сопротивление - это участок цепи, в которой происходит процесс необратимого преобразования электрической энергии в тепловую.
[R]=Ом
1кОм=103 Ом
1МОм=106 Ом
Элемент, который обладает электрическим сопротивлением, называется резистор
,
где ρ- удельное сопротивление
l- длина проводника.
S- площадь поперечного сечения
Электрическая проводимость- это способность тела проводить электрический ток.
[G]= См (Сименс)
Индуктивность- это способность тела накапливать энергию магнитного поля.
[L]=Гн (Генри)
1мГн= 10-3Гн
1мкГн= 10-6Гн
Формула индуктивности , где; - потокосцепление катушки
Ф- магнитный поток, N- число витков катушки
Элемент который обладает индуктивностью, называется катушка индуктивности.
Для тороидальной катушки запишем расчетную формулу ее индуктивности
lср- длина средней магнитной силовой линии
- магнитная постоянная, μ- относительная магнитная проницаемость.
Запишем формулу энергии магнитного поля .
Емкость- это способность тела накапливать энергию электрического поля
[C]- Ф (фарад)
С- электрическая емкость.
1мкФ=10-6 Ф
1нФ=10-9Ф
1пФ=10-12 Ф
Элемент обладающий емкостью называют конденсатором. Конденсатор - это две металлические пластины, разделенные слоем диэлектрика.
Формула емкости плоского конденсатора
ε0- электрическая постоянная, ε0= 8,85·10-12Ф/м
ε- относительная диэлектрическая проницаемость
d- расстояние между пластинами
S- площадь одной пластины
Запишем формулу энергии электрического поля
Тестовые задания:
Задание | Варианты ответов | |
2.Укажите какие из приведенных математических выражений соответствуют понятию индуктивность. | а) ; б) ; в) ; г) ; д) ; | |
3.Выберите из перечисленных величин величины, соответс 25·10-9 нФ; е) 25·10-12 пФ. | ||
ЦЕПИ R, L, C ПРИ ПРОИЗВОЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Сигнал который поступает в цепь, называется воздействием, а который получается в результате воздействия называется откликом. В резистивных цепях форма отклика повторяет форму воздействия на входе.
В цепях с "L" и "С", форма воздействия и отклика разные.
Вспомним понятие производной и ее геометрический смысл.
Вывод: производная пропорциональна угла наклона касательной.
Цепь с конденсатором
- формула, которая связывает мгновенное значение напряжение и тока в цепи с конденсатором.
Рассмотрим какой формы получится сигнал в цепи с конденсатором, если на него подается сигнал треугольной формы. Чтобы найти ток надо взять производную
Производная пропорциональна тангенсу наклона касательной. На участке АВ tg одинаковый во всех точках и его надо умножить на постоянную величину емкости "С". Поэтому ток получается постоянной величины. На участке ВС тоже, но отрицательный, поэтому ток будет той же величины, но отрицательный.
Вывод: если на цепь с конденсатором подать напряжение треугольной формы ток будет иметь прямоугольную форму.
Подадим сигнал пилообразной формы, Так как 2> 1, то и tg 2> tg 1. Получаем ток в виде узких прямоугольных импульсов.
Вывод: если подать на цепь с конденсатором синусоидальной сигнал, то ток будет изменяться по закону косинуса.
Подадим на цепь с конденсатора сигнал прямоугольной формы.
Если бы импульс был идеальный, то так как tg = , tg =0, tg(-90 )=- , то ток должен получиться в виде - функции (функции Дирака) бесконечно большой по величине, и бесконечно малый по длительности, но так как на практике стремится к , но не равен , то ток получается в виде узких импульсов.