Линейные цепи. Определение и свойства линейных цепей. Лекция 2 презентация

Электронное устройство – это есть некоторое соединение элементов (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, транзисторов, диодов и источников электрической энергии).
An electronic device is a combination of elements (resistors, capacitors, inductors, transistors, diodes, and electrical energy sources).
Совокупность таких элементов, соединённых определённым образом и предназначенных для преобразования сигналов называется электронной цепью.
A set of such elements connected in a certain way and intended for signal conversion is called an electronic circuit.

Элемент цепи – это отдельное устройство, входящее в состав цепи и выполняющее определённую функцию.
A chain element is a separate device that is part of a chain and performs a specific function.
Элемент цепи
Линейные
Linear
Сhain element
Нелинейные
Non-linear

Характеристика проводника (вольтамперная характеристика) – зависимость между напряжением, подводимым к проводнику, и силой тока в нем (обычно выраженная в виде графика).
Conductor characteristic (current-voltage characteristic) – the relationship between the voltage supplied to the conductor and the current in it (usually expressed as a graph).

Linear elements are those elements on which current and voltage are connected by linear equations.
Линейные элементы – это такие элементы, на которых ток и напряжение связаны линейными уравнениями.

Для линейных элементов характерна линейная симметричная вольт-амперная характеристика (ВАХ), выглядящая как прямая линия, проходящая через начало координат под определенным углом к координатным осям. Это свидетельствует о том, что для линейных элементов и для линейных электрических цепей закон Ома строго выполняется.
Linear elements are characterized by a linear symmetric volt-ampere characteristic (VAC), which looks like a straight line passing through the origin at a certain angle to the coordinate axes. This indicates that for linear elements and for linear electrical circuits, Ohm's law is strictly fulfilled.

Nonlinear elements are elements where current and voltage are related by nonlinear equations.
Нелинейные элементы – это элементы, на которых ток и напряжение связаны нелинейными уравнениями.

Вольт-амперная характеристика нелинейного элемента уже не является прямой линией на графике, она непрямолинейна и часто несимметрична, как например у полупроводникового диода. Для нелинейных элементов электрической цепи закон Ома не выполняется.
The volt-ampere characteristic of a non-linear element is no longer a straight line on the graph, it is not straight and is often asymmetric, as for example in a semiconductor diode. For non-linear elements of an electrical circuit, Ohm's law does not hold.

Классификация цепей
Classification of chains.
1) Цепи с двумя выводами (полюсами) – двухполюсники. Chains with two terminals (poles) are two-terminal.
2) Цепь, в которой выделены 2 входа и 2 выхода – четырехполюсники. A circuit in which 2 inputs and 2 outputs are allocated – four ports.
3) Цепи, размеры которых значительно меньше длины волны считаются цепями с сосредоточенными параметрами. Chains whose dimensions are much smaller than the wavelength are assumed to be chains with lumped parameters.

Количественные характеристики элементов электрической цепи называются ее параметрами. Например, параметрами источника постоянного напряжения являются его ЭДС и внутреннее сопротивление. Параметром резистора служит его сопротивление катушки – ее индуктивность L и конденсатора – емкость С.
Quantitative characteristics of elements of an electric circuit are called its parameters. For example, the parameters of a DC voltage source are its EMF and internal resistance. The parameter of the resistor is its resistance of the coil – its inductance L and the capacitor – the capacitance C

Напряжение или ток, подводимые к цепи, будем называть воздействующим или входным сигналом. Воздействующие сигналы можно рассматривать как различные функции времени, изменяющиеся по некоторому закону z(t). Например, z(t) может быть постоянной величиной, изменяться во времени по периодическому закону или иметь апериодический характер.
The voltage or current supplied to the circuit will be called the acting or input signal. The influencing signals can be considered as various functions of time that change according to a certain law z(t). for example, z(t) can be a constant value, change over time according to a periodic law, or have an aperiodic character.

Напряжения и токи, возникающие под влиянием внешнего воздействия в интересующей нас части электрической цепи и также являющиеся функциями времени х(t), будем называть реакцией (откликом) цепи или выходным сигналом.
Voltages and currents that arise under the influence of external influence in the part of the electrical circuit that interests us and are also functions of time x(t), we will call the reaction (response) of the circuit or the output signal.

Для нелинейных элементов свойственно определенное статическое сопротивление в каждой точке их ВАХ, то есть каждому отношению напряжения к току, в каждой точке на графике, - ставится в соответствие определенное значение сопротивления. Оно может быть посчитано как тангенс угла альфа наклона графика к горизонтальной оси I, как если бы эта точка лежала на линейном графике.
Статическое сопротивление
For nonlinear elements, a certain static resistance is characteristic at each point of their VAC, that is, each voltage-to-current ratio, at each point on the graph, is assigned a certain resistance value. It can be calculated as the tangent of the alpha angle of the graph slope to the horizontal axis I, as if this point lay on the line graph.
Static resistance

Еще у нелинейных элементов есть так называемое дифференциальное сопротивление, которое выражается как отношение бесконечно малого приращения напряжения - к соответствующему изменению тока. Данное сопротивление можно посчитать как тангенс угла между касательной к ВАХ в данной точке и горизонтальной осью.
Дифференциальное сопротивление
Nonlinear elements also have a so - called differential resistance, which is expressed as the ratio of an infinitesimal increment of voltage to the corresponding change in current. This resistance can be calculated as the tangent of the angle between the tangent to the VAC at this point and the horizontal axis.
Differential resistance