Эквивалентная схема

Эта статья в настоящий момент постепенно дописывается.
Пожалуйста, если хотите что-либо добавить в статью, сначала обсудите это с другими участниками на странице обсуждения.

Эквивале́нтная схе́ма — электрическая схема, в которой все реальные элементы заменены максимально близкими по функциональности цепями из идеальных элементов.

Содержание

Необходимость эквивалентных схем

Одной из основных задач электроники является расчет электрических схем, то есть получение детальной количественной информации о процессах, происходящих в этой схеме. Но, строго говоря, расчитать любую схему, состоящую из реальных электронных компонент, практически невозможно. Мешает расчету то обстоятельство, что попросту не существует методик математического описания поведения реальных электронных компонент (например, транзистора) как единого целого. Имеются значения отдельных параметров и даже экспериментально снятые зависимости, но связать их в единую точную формулу, полностью описывающую поведение компоненты, в большинстве случаев не представляется возможным.

С другой стороны, исключительно простым математическим аппаратом описываются идеализированные базовые элементы электронных схем (например, идеальный резистор). Однако они не существуют в реальном мире. Так, любой резистор имеет множество паразитных параметров: индуктивность, емкость, температурные зависимости и т.п.

Введение понятия эквивалентная схема позволяет «связать» мир реальных компонент и мир их идеальных приближений. Эквивалентная схема представляет собой цепь из идеальных компонент, которая функционирует примерно также, как и исходная схема. В эквивалентной схеме могут быть отражены, при необходимости, различные паразитные эффекты: утечки, внутренние сопротивления и т.д. Эквивалентная схема может составляться как для одного элемента, так и для сложной цепи.

Идеальные элементы

В эквивалентных схемах используются перечисленные ниже идеальные элементы. Предполагается также, что геометрические размеры эквивалентной схемы настолько малы, что какие-либо эффекты длинных линий отсутствуют, то есть эквивалентная схема рассматривается как система с сосредоточенными параметрами.

Резистор

Идеальный резистор характеризуется только импедансом резистора. Индуктивность, емкость, а также сопротивление выводов равны нулю.

Конденсатор

Идеальный конденсатор характеризуется только импедансом конденсатора. Индуктивность, утечка, тангенс угла потерь, диэлектрическое поглощение а также сопротивление выводов равны нулю.

Катушка индуктивности

Идеальная катушка индуктивности характеризуется только импедансом катушки индуктивности. Емкость, сопротивление потерь, а также сопротивление выводов равны нулю.

Генератор напряжения

Идеальный генератор напряжения характеризуется только своим напряжением. Внутреннее сопротивление и сопротивление выводов равны нулю.

Генератор тока

Идеальный генератор тока характеризуется только своим током. Утечка равна нулю.

Проводники

Элементы эквивалентной схемы соединены иделальными проводниками, то есть индуктивность, емкость и сопротивление проводников равны нулю.


Составление эквивалентных схем

Ограничения

Эквивалентная схемя является линейной системой, поэтому нелинейные эффекты реальных схем не могут быть смоделированы путем составления эквивалентных схем.

Частичным выходом из этого затруднения является рассмотрение нелинейной системы в малосигнальном приближении для конкретной рабочей точки, при этом нелинейные эффекты малы и ими можно пренебречь. Данный подход позволяет не описать нелинейные эффекты, а всего лишь ограничиться случаем, когда они пренебрежимо малы.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home