, Тогда Расчет электрических цепей с управляемыми источниками

Рассмотрим схему с транзистором. З

десь есть разные источники e_C ( источник сигнала - переменный) и U_ПИТ ( источник питания - постоянный), поэтому применяется метод наложения.

Рассмотрим расчет для переменных составляющих, получающихся от действия e_C (t). Для этой схемы можно применять любые методы расчета по составленной расчетной эквивалентной схеме, где транзистор заменен схемой замещения с управляемым источником ИТУТ с выражением I_K=β∙I б. . На первом этапе управляемый источник считается независимым и составляется система уравнений по какому-то методу (для гармонического воздействия в комплексной форме).

3 узел

1 узел 2 узел

U_3УЗ U_1УЗ U_2УЗ

4 узел (базисный)

U_1УЗ(1/(R_И+Z_C1)+1/R_Б+1/R₁) – U_2УЗ1/R_Б – U_3УЗ1/R₁ = E_C/ (R_И+Z_C1)

- U_1УЗ (1/R_Б) + U_2УЗ(1/R_Б+1/(R_Э+R₂) +1/R_K+1/Z_CK) – U_3УЗ(1/R_K+1/Z_CK) = - I_K

- U_1УЗ (1/R₁) - U_2УЗ(1/R_K+1/Z_CK) + U_3УЗ(1/R₁+1/R₃+1/R_K+1/Z_CK+1/(Z_C2+R_H) = = I_K

На втором этапе вместо тока управляемого источника I_К подставляем его значение. На третьем этапе управляющую величину Iб записываем в зависимости от метода для МКТ через контурные токи, а для МУН через узловые напряжения

I б =(U_2УЗ – U _1УЗ) / R_Б.

Далее делаются алгебраические преобразования и решается система уравнений. Токи определяются по соответствующим формулам, например ток нагрузки I_H = U_3УЗ/( Z_C2+R_H) , если направление тока взять вниз.

Усилитель с коэффициентом усиления k. в общем случае, это ИНУН и

у простого усилителя k – коэффициент управления – простое число.

Операционный усилитель, микросхема, и его простейшая схема замещения

μ – коэффициент усиления операционного усилителя

7. Мощность в цепи переменного тока

1. Общие понятия о мощности

Мощность – это количество потребленной энергии в единицу времени.

В ОТЦ рассматриваются следующие виды мощности:

1. мгновенная – мощность, вычисляемая через мгновенные токи и напряжения;

2. активная – мощность в резистивных элементах;

3. реактивная – мощность в реактивных элементах (L и C);

4. полная – совместная мощность в RLC-элементах;

5. комплексная – мощность, вычисляемая через комплексные токи и напряжения.

2. Мощность в резистивном элементе

Зададимся гармоническим током

и рассмотрим мгновенную мощность

- амплитуда мгновенной мощности в R

Этим элементом всегда потребляется энергия. Для оценки потребления изменяющееся мощности используется среднее значение мощности за период. Ему дали название активная мощность (P).

3. Мощность в индуктивном и емкостном элементах (реактивных элементах)

Рассмотрим гармонический ток

Определим мгновенную мощность в индуктивности

Когда p_L(t)> 0. индуктивность запасает энергию, а когда < 0, то возвращает, поэтому ее можно назвать обменной мощностью .

Мощность в индуктивности характеризуют амплитудой мгновенной (обменной) мощности:

- индуктивная мощность, относят к типу реактивной мощности.

Аналогично в емкостном элементе. Емкостной элемент какое-то время потребляет энергию, какое-то время отдает. (Все это справедливо для идеальных элементов).

Здесь рассматривается емкостная мощность Q_C, которая по смыслу является амплитудой мгновенной (обменной) мощности в емкостном элементе. С учетом того, что мгновенная емкостная мощность противоположна по фазе индуктивной, то

Р_C (сред) = 0

Можно определять и общую реактивную мощность: Q=Q_L+ Q_C

Если есть разнотипные элементы, то еще определяется полная мощность S (аналогично полному сопротивлению), поскольку мгновенная реактивная мощность по фазе колебания сдвинута относительно мгновенной активной на четверть периода (90⁰), то:

.