Теория электротехники

Электрический ток — это одно из фундаментальных понятий в физике и электротехнике. В самом строгом определении, это явление, включающее как упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда, так и изменение во времени вектора электрического смещения (ток смещения, важный в теории электромагнитного поля). Для большинства практических применений и для первичного изучения используется более простое, но менее общее … Читать далее

Диэлектрическая проницаемость – это основная физическая характеристика вещества, которая описывает его способность ослаблять внешнее электрическое поле. По сути, она показывает, во сколько раз сила взаимодействия между двумя зарядами в данной среде меньше, чем в вакууме. Эта величина является ключевой для понимания того, как материалы, известные как диэлектрики, реагируют на электрическое поле и накапливают электрическую энергию. … Читать далее

Электрическое поле — основная форма материи, описывающая силовое взаимодействие между электрическими зарядами. Связь между источником (зарядом) и самим полем количественно выражается двумя ключевыми законами электростатики: Законом Кулона и Теоремой Гаусса. Закон Кулона определяет силу, действующую между двумя точечными зарядами, в то время как Теорема Гаусса предоставляет более общий метод для нахождения напряженности поля, связывая поток … Читать далее

Электрическая емкость — это фундаментальная физическая характеристика, которая определяет способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд. По сути, она показывает, какой величины заряд необходимо сообщить телу, чтобы его электрический потенциал изменился на единицу. Понятие емкости было введено в науку в XVIII веке, во времена активного изучения электричества. Эксперименты с «лейденской банкой» — первым в … Читать далее

Электрическое напряжение — это одно из фундаментальных понятий в физике и электротехнике. Если говорить просто, напряжение — это «давление» в электрической цепи, которое заставляет электрический заряд (ток) двигаться. Без напряжения не будет тока, точно так же, как вода не потечет по трубе, если нет разницы в давлении или высоте. Исторически концепция напряжения неразрывно связана с … Читать далее

Электрическими цепями с распределенными параметрами называются такие цепи, в которых физические свойства — сопротивление, индуктивность, емкость и проводимость — нельзя считать сосредоточенными в отдельных точках (как в случае с резисторами или конденсаторами). Вместо этого они равномерно или неравномерно «распределены» по всей длине проводников. В таких цепях ток и напряжение являются функциями не только времени, но … Читать далее

Частотный электрический фильтр — это устройство (представляемое в теории как четырехполюсник), предназначенное для селекции (отбора) сигналов в определенном диапазоне частот. Идеальный фильтр пропускает сигналы в заданной полосе (зоне прозрачности) без ослабления и полностью подавляет сигналы за ее пределами (в зоне затухания). В теории цепей, фильтром называют такой четырехполюсник, у которого в определенной полосе частот коэффициент … Читать далее

Что такое четырехполюсник? В теории электрических цепей четырехполюсником называют любую электрическую цепь или ее часть, которая имеет две пары зажимов (два «полюса» на вход и два на выход). Одна пара зажимов, 1-1′, именуется входной, а вторая, 2-2′, — выходной. Концепция четырехполюсника — это мощный метод «черного ящика». Вместо того чтобы анализировать каждое внутреннее соединение сложной … Читать далее

Спектральный (частотный) метод — это фундаментальный подход в теории электрических цепей, предназначенный для анализа их реакции на непериодические, в том числе импульсные, сигналы. Этот метод также применяется для расчета переходных процессов, выступая альтернативой операторному методу. Суть метода заключается в преобразовании функций времени \((f(t))\), описывающих сигналы (напряжения, токи), в функции частоты \((S(j\omega))\), которые называются спектрами или … Читать далее

Периодический несинусоидальный ток (или напряжение) — это любой периодический сигнал в электрической цепи, форма которого отличается от идеальной синусоиды. Такие сигналы характерны для современных систем электроснабжения из-за широкого распространения нелинейных нагрузок, таких как выпрямители, преобразователи частоты, импульсные источники питания и люминесцентные лампы. Исторически, основы анализа таких сложных сигналов были заложены в начале 19-го века французским … Читать далее