Podstawy Teorii Obwodów

Podobne dokumenty
Prawa Kirchhoffa. I k =0. u k =0. Suma algebraiczna natężeń prądów dopływających(+) do danego węzła i odpływających(-) z danego węzła jest równa 0.

Ćwiczenie 1. Sprawdzanie podstawowych praw w obwodach elektrycznych przy wymuszeniu stałym

Podstawy elektrotechniki

Dr inż. Agnieszka Wardzińska 105 Polanka Konsultacje: Poniedziałek : Czwartek:

STAŁY PRĄD ELEKTRYCZNY

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Obwody prądu zmiennego

Ćwiczenie 15 Temat: Zasada superpozycji, twierdzenia Thevenina i Nortona Cel ćwiczenia

10. METODY NIEALGORYTMICZNE ANALIZY OBWODÓW LINIOWYCH

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Elementy elektroniczne i przyrządy pomiarowe

Metody analizy obwodów w stanie ustalonym

Obwody rozgałęzione. Prawa Kirchhoffa

Własność ciała lub cecha zjawiska fizycznego, którą można zmierzyć, np. napięcie elektryczne, siła, masa, czas, długość itp.

Elektrotechnika Skrypt Podstawy elektrotechniki

Zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub tylko niektóre dziedziny fizyki.

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład lutego Krzysztof Korona

Elektrotechnika 2. Stany nieustalone w obwodach elektrycznych: Metoda klasyczna. Kolokwium. Metoda operatorowa. Kolokwium

dr inż. Krzysztof Stawicki

Podstawy elektrotechniki

Podstawy elektrotechniki V1. Na potrzeby wykładu z Projektowania systemów pomiarowych

42. Prąd stały. Prawa, twierdzenia, metody obliczeniowe

Laboratorium Wirtualne Obwodów w Stanach Ustalonych i Nieustalonych

Do podr.: Metody analizy obwodów lin. ATR 2003 Strona 1 z 5. Przykład rozwiązania zadania kontrolnego nr 1 (wariant 57)

u (0) = 0 i(0) = 0 Obwód RLC Odpowiadający mu schemat operatorowy E s 1 sc t = 0 i(t) w u R (t) E u C (t) C

Podstawowe prawa elektrotechniki. Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa.

Metoda superpozycji - rozwiązanie obwodu elektrycznego.

Obwody liniowe. Sprawdzanie praw Kirchhoffa

Siła elektromotoryczna

Przyjmuje się umowę, że:

Podstawy fizyki sezon 2 3. Prąd elektryczny

Wydział IMiC Zadania z elektrotechniki i elektroniki AMD 2014 AMD

Wykład: Prof. dr hab. inż. Wojciech Kucewicz Laboratorium: Dr inż. Jacek Ostrowski Katedra Elektroniki AGH, C2 pokój 422 (godziny konsultacji zostaną

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

Materiały pomocnicze 10 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Podstawy fizyki sezon 2 3. Prąd elektryczny

1) Wyprowadź wzór pozwalający obliczyć rezystancję R AB i konduktancję G AB zastępczą układu. R 1 R 2 R 3 R 6 R 4

UKŁADY ELEKTRONICZNE Wykład: Prof. dr hab. inż. Wojciech Kucewicz Laboratorium: Dr inż. Jacek Ostrowski Katedra Elektroniki AGH, C2 pokój 422

Prowadzący zajęcia. dr inŝ. Ryszard MAŃCZAK

Przygotowanie do Egzaminu Potwierdzającego Kwalifikacje Zawodowe

2 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Co było na ostatnim wykładzie?

Co było na ostatnim wykładzie?

Temat ćwiczenia: POMIARY W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH PRĄDU STAŁEGO. A Lp. U[V] I[mA] R 0 [ ] P 0 [mw] R 0 [ ] 1. U 0 AB= I Z =

Wykładowca: dr inż. Mirosław Mizan - Wydz. Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

Metody rozwiązywania ob o w b o w d o ów ó w e l e ek e t k r t yc y zny n c y h

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład 1. 9 marca Krzysztof Korona

UKŁADY ELEKTRONICZNE Wykład: Prof. dr hab. inż. Wojciech Kucewicz

1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Charakterystyki częstotliwościowe elementów pasywnych

Instrukcja nr 1. Zajęcia wstępne. Zapoznanie z programem MULTISIM. AGH Zespół Mikroelektroniki Układy Elektroniczne J. Ostrowski, P.

Lekcja 14. Obliczanie rozpływu prądów w obwodzie

Prąd elektryczny - przepływ ładunku

2. Narysuj schemat zastępczy rzeczywistego źródła napięcia i oznacz jego elementy.

4. OBWODY LINIOWE PRĄDU STAŁEGO 4.1. ŹRÓDŁA RZECZYWISTE

Obwody elektryczne prądu stałego

1 Ćwiczenia wprowadzające

Zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub tylko niektóre dziedziny fizyki.

Fizyka współczesna. Zmienne pole magnetyczne a prąd. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Powstawanie prądu w wyniku zmian pola magnetycznego

AiR_E_1/1 Elektrotechnika Electrical Engineering

MiBM_E_1/1 Elektrotechnika Electrical Engineering

Katedra Elektroniki AGH, Godziny konsultacji zostaną podane po uzgodnieniu ze studentami

Powtórzenie wiadomości z klasy II. Przepływ prądu elektrycznego. Obliczenia.

Prąd elektryczny 1/37

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

INŻYNIERII LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI. kierunek: Automatyka i Robotyka. Lab: Twierdzenie Thevenina

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 2 REZYSTANCJA WEWNĘTRZNA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

Źródła siły elektromotorycznej = pompy prądu

Wykład FIZYKA II. 2. Prąd elektryczny. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Elementy elektrodynamiki oraz obwody elektryczne prądu stałego i przemiennego

) I = dq. Obwody RC. I II prawo Kirchhoffa: t = RC (stała czasowa) IR V C. ! E d! l = 0 IR +V C. R dq dt + Q C V 0 = 0. C 1 e dt = V 0.

Podstawy elektroniki

PODSTAWY FIZYKI - WYKŁAD 7 PRZEWODNIKI OPÓR OBWODY Z PRADEM STAŁYM. Piotr Nieżurawski. Wydział Fizyki. Uniwersytet Warszawski

Elektronika. Laboratorium nr 2. Liniowe i nieliniowe elementy elektroniczne Zasada superpozycji i twierdzenie Thevenina

Elektrotechnika Electrical Engineering

Podsumowanie tego co było dotychczas. w.4, p.1

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Podstawy fizyki sezon 2 7. Układy elektryczne RLC

Układ liniowy. Przypomnienie

Termin 1 AREK17003C 1

Lekcja 5. Temat: Prawo Ohma dla części i całego obwodu

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2. Analiza obwodów liniowych przy wymuszeniach stałych

Podstawy elektroniki

ELEKTRONIKA ELM001551W

Dielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Zaliczenie

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład marca Krzysztof Korona

E - siła elektromotoryczna źródła napięcia, R w. = 0 - rezystancja wewnętrzna

Wyznaczanie wielkości oporu elektrycznego różnymi metodami

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

Teoria obwodów elektrycznych / Stanisław Bolkowski. wyd dodruk (PWN). Warszawa, Spis treści

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu napięcia na prąd. Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych elementów pasywnych... 68

Układ liniowy. Przypomnienie

Człowiek najlepsza inwestycja

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

Pracownia Fizyczna i Elektroniczna 2014

Ćwiczenie nr 3 Sprawdzenie prawa Ohma.

Teoria obwodów / Stanisław Osowski, Krzysztof Siwek, Michał Śmiałek. wyd. 2. Warszawa, Spis treści

Transkrypt:

Podstawy Teorii Obwodów 203 Model obwodowy... 2 Klasyfikacjaobwodów.... 3 Założenia.... 4 Opis obwodów...... 5 Topologiaobwodu........ 6 Rodzaje elementówobwodów.... 7 Konwencje oznaczeńelementówobwodów.... 8 Liniowość.... 9 lementy bierne 0 Opór..... Pojemność... 2 ndukcyjność.... 4 lementy czynne 6 dealneźródłaniezależne..... 7 Podstawowe prawa obwodowe 8 Prawa Kirchhoffa...... 9 Równoważnośćźródeł rzeczywistych...... 20 Zasadasuperpozycji... 2 Twierdzenieo źródlezastępczym... 22 Przykład4.2... 23 Przykład4.3... 24

Obwody elektryczne jako modele przyrządów i struktur fizycznych podzespoły, przyrządy, zjawiska elektrodynamika, fizyka ciała stałego równania Maxwella, równania transportu nośników charakterystyki elementów modele elementów: RLC, aktywnych modele: liniowy, ostałych skupionych W2/3 2 Klasyfikacja obwodów Obwody elektryczne O stałych skupionych (S) O stałych rozłożonych (R) Liniowe (L) Nieliniowe (N) Stacjonarne (S) Niestacjonarne (N) W2/3 3 Założenia Podstawowe założenia analizy obwodów: jednoczesność oddziaływań i skutków we wszystkich punktach układu struktury o stałych skupionych (S), idealność(zerowy opór) doprowadzeń elementów. W2/3 4

Opis obwodów Składniki informacji o właściwosciach obwodu: struktura połączeń(topologia obwodu), charakterystyki(równania) elementów obwodu W2/3 5 Topologia obwodu węzeł miejsce połączenia trzech lub więcej wyprowadzeń różnych elementów, gałąź połączenie między dwoma sąsiednimi węzłami złożone z jednego lub więcej elementów, obwód zamknięty droga zamknięta złożona z gałęzi (usunięcie dowolnej gałęzi powoduje otwarcie obwodu). u u 2 i A i 2 R R 2 c e a Ci 3 u 3 b L u L B W2/3 6 Rodzaje elementów obwodów bierne rozpraszające energię lub zdolne do magazynowania energii dostarczonej z zewnątrz (reprezentowane przez R, L, C, M itp.) stratne(dyssypatywne), bezstratne(reaktancyjne); aktywne zdolne do dostarczania energii(reprezentowane przez źródła niezależne, źródła sterowaneitp.). W2/3 7

Konwencje oznaczeń elementów obwodów i i R u e i 3 e u 34 pobudzenie wymuszenie 2 4 odpowiedź W2/3 8 Liniowość Jeśli odpowiedziąnawymuszeniex jest y, a odpowiedziąna wymuszeniex 2 jest y 2,to:. odpowiedziąnawymuszeniex +x 2 będziey +y 2 (addytywność), 2. odpowiedziąnawymuszenieax będzieay (jednorodność)dla dowolnejliczby rzeczywistej a. F(ax +bx 2 )=af(x )+bf(x 2 ) W2/3 9 lementy bierne W2/3 0 Opór Opór(rezystancja): R Przewodność(konduktancja): G =R Wymiar: dim(r)=l 2 MT 3 2 Jednostki: om, simens Ω= V A = kgm2 A 2 s 3 S= A V =Ω Jeden om (Ω) stanowi rezystancję między dwoma punktami przewodnika, przez który płynie prąd o natężeniu ampera (A), gdy różnica potencjałów między tymi punktami wynosi wolt (V). u =Ri i =Gu W2/3

Pojemność Symbol: C Wymiar: dim(c)=l 2 M T 4 2 Jednostka: farad F= C V = A2 s 4 kgm 2 Jeden farad(f) stanowi pojemność kondensatora, w którym miedzy okładkami występuje napięcie wolta (V), gdy znajdują się na nich różnoimienne ładunki elektryczne o wartości kulomba(c) każdy. q =Cu W2/3 2 Pojemność i(t)= dq(t) dt u(t)= C t = d du(t) [Cu(t)]=C dt dt i(τ)dτ =U 0 + C t 0 i(τ) dτ W2/3 3 ndukcyjność Symbol: L Wymiar: dim(l)=l 2 MT 2 2 Jednostka: henr H= Vs A = Wb A = kgm2 A 2 s 2 Jeden henr (H) stanowi indukcyjność obwodu, w którym indukuje się siła elektromotoryczna wolta (V), gdy prąd przepływający przezten obwód zmieniasię jednostajnieoamper (A) w czasie sekundy (s). ψ =Li W2/3 4 ndukcyjność u(t)= dψ(t) dt i(t)= L t = d dt [Li(t)]=Ldi(t) dt u(τ)dτ = 0 + L t 0 u(τ) dτ W2/3 5

lementy czynne W2/3 6 dealne źródła niezależne Źródło napięciowe Źródło prądowe e i J U j u U U J W2/3 7 Podstawowe prawa obwodowe W2/3 8 Prawa Kirchhoffa Prądowe prawo Kirchhoffa n k= k =0 2 3 k n Napięciowe prawo Kirchhoffa 3 n U k =0 k= U 2 U U n W2/3 9

Równoważność źródeł rzeczywistych Dwa żródła są równoważne, jeżeli wytwarzają identyczny prąd w obwodzie obciążenia przy dowolnej wartości oporu R. R w U R J G w U R = J = G R w = w R w = J R G w = = w G w W2/3 20 Zasada superpozycji Prąd(napięcie) w wyróżnionej gałęzi układu liniowego, w którym występuje kilka źródeł niezależnych, może być obliczony jako suma prądów (napięć) wywołanych w tej gałęzi przez każde z tych źródeł działających osobno, tzn. po zastąpieniu wszystkich pozostałych niezależnych źródeł napięciowych zwarciami i niezależnych źródeł prądowych rozwarciami. W2/3 2 Twierdzenie o źródle zastępczym Twierdzenie Thevénina Nortona R T Obwód liniowy T J N G N 2 2 2 W2/3 22

Przykład 4.2 R G 2 J 2 Źródłonapięcioweosileelektromotorycznej =0Vioporze wewnętrznymr =Ω połączonoszeregowo ze źródłemprądowymowydajnościj 2 =5A i przewodnościwewnętrznej G 2 =0,5S. Obliczyć parametry zastępczego źródła napięciowego. W2/3 23 Przykład 4.3 Stosując zasadę superpozycji, obliczyć spadek napięcia na oporze R. Przyjąć: =20V, J =5mA, R =kω, R 2 =2kΩ, R=kΩ. R R U R 2 J W2/3 24