מעגלים חשמליים ליניאריים
מעגל חשמלי נקרא קבוצה של אלמנטים היוצרים נתיבים למעבר חַשְׁמַל… מעגל חשמלי מורכב מאלמנטים פעילים ופסיביים.
אלמנטים פעילים נחשבים למקורות אנרגיה חשמלית (מקורות מתח וזרם), אלמנטים פסיביים כוללים נגדים, משרנים, קבלים חשמליים.
המאפיינים הכמותיים של האלמנטים של מעגל חשמלי נקראים הפרמטרים שלו... לדוגמה, הפרמטרים של מקור מתח קבוע הם EMF שלו ו התנגדות פנימית... הפרמטר של הנגד הוא התנגדות הסליל שלו - השראות L והקבל - קיבול C.
המתח או הזרם המסופקים למעגל ייקרא אות פועל או קלט... ניתן לראות את האותות הפועלים כפונקציות שונות של זמן המשתנות בהתאם לחוק כלשהו z(T)... לדוגמה z(T) יכול להיות קבוע, להשתנות בזמן על פי חוק תקופתי או בעלי אופי א-מחזורי.
מתחים וזרמים הנוצרים בהשפעת השפעות חיצוניות בחלק של המעגל החשמלי המעניין אותנו ואשר הם גם פונקציות של זמן NS (T), נקרא תגובת שרשרת או אות סוף שבוע.
לכל אלמנט פסיבי של מעגל חשמלי אמיתי יש מידה מסוימת של התנגדות אקטיבית, השראות וקיבול. עם זאת, על מנת להקל על חקר התהליכים במעגל חשמלי וחישובו, המעגל האמיתי מוחלף במעגל אידאלי המורכב מאלמנטים נפרדים במרחב R, L, S.
במקרה זה, זה נחשב כי החוטים המחברים את האלמנטים של המעגל אין התנגדות אקטיבית, השראות וקיבול. מעגל אידיאלי כזה נקרא מעגל פרמטר מקופל, וחישובים המבוססים עליו נותנים במקרים רבים תוצאות שמאוששות היטב על ידי הניסיון.
NSEמעגלים חשמליים עם פרמטרים קבועים הם מעגלים כאלה שבהם ההתנגדויות של הנגדים R, השראות הסלילים L וקיבולת הקבלים C קבועים, ללא תלות בזרמים ובמתחים הפועלים במעגל. אלמנטים כאלה נקראים ליניאריים.
אם ההתנגדות של הנגד R אינה תלויה בזרם, אזי מתבטא הקשר הליניארי בין מפל המתח לזרם חוק אוהם ur = R NS ir, ומאפיין המתח הזרם של הנגד (הוא קו ישר (איור 1, א).
אם השראות של הסליל אינה תלויה בערך (של הזרם הזורם בו, אז החיבור של שטף ההשראה העצמי של הסליל ψ פרופורציונלי ישר לזרם זה ψ= L NS il (איור 1, ב) .
לבסוף, אם הקיבול של הקבל C אינו תלוי במתח uc המופעל על הלוחות, אז המטען q שנצבר על הלוחות והמתח u° C מחוברים ביניהם על ידי יחס ליניארי, המוצג באופן גרפי באיור. 1,v.
אורז. 1. מאפיינים של אלמנטים ליניאריים של המעגל החשמלי: a - מאפיין מתח זרם של הנגד, ב - תלות של חיבור השטף בזרם בסליל, ג - תלות של מטען הקבל במתח על פניו.
הליניאריות של ההתנגדות, השראות והקיבול היא מותנית, מכיוון שבמציאות כל האלמנטים האמיתיים של מעגל חשמלי אינם ליניאריים. אז, כאשר מעבירים זרם דרך הנגד האחרון מתחמם וההתנגדות שלו משתנה.
הגדלת יתר של הזרם בסליל פרומגנטי יכולה לשנות מעט את השראות שלו. הקיבולת של קבלים עם דיאלקטריות שונות משתנה במידה זו או אחרת, בהתאם למתח המופעל.
עם זאת, במצב הפעולה הרגיל של האלמנטים, שינויים אלה הם בדרך כלל כל כך חסרי משמעות, עד שלא ניתן לקחת אותם בחשבון בחישובים, ואלמנטים כאלה של המעגל החשמלי נחשבים ליניאריים.
טרנזיסטורים הפועלים במצבים שבהם משתמשים בקטעי קו ישר עם מאפייני מתח הזרם שלהם יכולים להיחשב גם כמכשירים ליניאריים.
מעגל חשמלי המורכב מאלמנטים ליניאריים נקרא מעגל חשמלי ליניארי. מעגלים ליניאריים מאופיינים במשוואות ליניאריות עבור זרמים ומתחים ומעגלים מקבילים ליניאריים מוחלפים. מעגלים מקבילים ליניאריים מורכבים מאלמנטים פסיביים ופעילים ליניאריים שמאפייני הוולט-אמפר שלהם ליניאריים.לניתוח של תהליכים במעגלים חשמליים ליניאריים משמשים חוקי קירכהוף.