Линеарна електрична кола
Електрично коло се назива скуп елемената који формирају путеве за пролаз електрична енергија… Електрично коло се састоји од активних и пасивних елемената.
Активни елементи се сматрају изворима електричне енергије (извори напона и струје), а пасивни елементи укључују отпорници, индуктори, електрични кондензатори.
Квантитативне карактеристике елемената електричног кола називају се његови параметри... На пример, параметри извора константног напона су његова ЕМФ и унутрашњи отпор… Параметар отпорника је његов отпор калема — његова индуктивност Л и кондензатор — капацитивност Ц.
Напон или струја доведена у коло ће се звати активним или улазним сигналом… Дјелујући сигнали се могу посматрати као различите функције времена које варирају према неком закону з(Т)… На примјер, з(Т) може бити константан, мијењајући се у времену по периодичном закону или имају апериодични карактер.
Напоне и струје које настају под утицајем спољашњих утицаја у делу електричног кола које нас занима и које су такође функције времена НС (Т), назваћемо ланчаном реакцијом или викенд сигналом.
Сваки пасивни елемент правог електричног кола има одређени степен активног отпора, индуктивности и капацитивности. Међутим, да би се олакшало проучавање процеса у електричном колу и његово израчунавање, реално коло је замењено идеализованим који се састоји од одвојених просторно раздвојених елемената Р, Л, С.
У овом случају се сматра да жице које повезују елементе кола немају активни отпор, индуктивност и капацитивност. Овако идеализовано коло се назива коло са преклопљеним параметрима, а прорачуни засновани на њему дају у многим случајевима резултате који су добро потврђени искуством.
НСЕелектрична кола са константним параметрима су таква кола у којима су отпори отпорника Р, индуктивност калемова Л и капацитет кондензатора Ц константни, независно од струја и напона који делују у колу. Такви елементи се називају линеарни.
Ако отпор отпорника Р не зависи од струје, онда се изражава линеарна веза између пада напона и струје Охмов закон ур = Р НС ир, а струјно-напонска карактеристика отпорника (је права линија (сл. 1, а).
Ако индуктивност завојнице не зависи од вредности (струје која тече у њему, онда је веза самоиндукционог флукса завојнице ψ директно пропорционална овој струји ψ= Л НС ил (сл. 1, б) .
Коначно, ако капацитивност кондензатора Ц не зависи од напона уц примењеног на плоче, онда су наелектрисање к акумулирано на плочама и напон у° Ц међусобно повезани линеарним односом, графички приказаним на сл. 1,в.
Пиринач. 1. Карактеристике линеарних елемената електричног кола: а — струјно-напонска карактеристика отпорника, б — зависност прикључка флукса од струје у калему, в — зависност наелектрисања кондензатора од напона на њему.
Линеарност отпора, индуктивности и капацитивности је условна, јер су у стварности сви стварни елементи електричног кола нелинеарни. Дакле, приликом проласка струје кроз последњи отпорник загрева и његов отпор се мења.
Претерано повећање струје у феромагнетном калему може мало променити његову индуктивност. Капацитет кондензатора са различитим диелектрицима се у једном или другом степену мења у зависности од примењеног напона.
Међутим, у нормалном режиму рада елемената, ове промене су обично толико безначајне да се можда неће узети у обзир у прорачунима, а такви елементи електричног кола се сматрају линеарним.
Транзистори који раде у режимима када се користе праволинијски пресеци са својим струјно-напонским карактеристикама такође се условно могу сматрати линеарним уређајима.
Електрично коло које се састоји од линеарних елемената назива се линеарно електрично коло. Линеарна кола карактеришу линеарне једначине за струје и напоне и супституисана линеарна еквивалентна кола. Линеарна еквивалентна кола се састоје од линеарних пасивних и активних елемената чије су волт-амперске карактеристике линеарне.За анализу процеса у линеарним електричним колима користе се Кирхофови закони.