Olá a todos uu da CSDN, hoje o conteúdo de Xiaoyalan é meu curso profissional para este semestre, em primeiro lugar, aprendi modelos de circuitos e leis de circuitos, incluindo circuitos e modelos de circuitos, direções de referência de corrente e tensão, energia elétrica e energia, Elementos de circuito, elementos resistivos, fontes de tensão e corrente, leis de Kirchhoff. Então agora, vamos entrar no mundo da análise de circuitos
teoria do circuito
foco
Circuitos e Modelos de Circuitos
Direção de referência para corrente e tensão
energia elétrica e energia
componentes do circuito
elemento resistivo
teoria do circuito
A teoria dos circuitos é uma das importantes teorias básicas da engenharia elétrica contemporânea, ciência e tecnologia eletrônica, engenharia da informação e comunicação, ciência e engenharia de controle, ciência e tecnologia da computação. A teoria do circuito e essas disciplinas se promovem e se influenciam mutuamente. Depois de uma longa jornada de mais de um século, a teoria dos circuitos tornou-se uma disciplina com sistema completo, lógica estrita e forte vitalidade.
A compreensão dos seres humanos sobre os fenômenos eletromagnéticos começa com a observação da eletricidade estática e dos fenômenos magnetostáticos.
Em 1729, o British Grey dividiu os materiais em duas categorias: condutores e isolantes.
O cientista americano Franklin fez muitos experimentos no estudo da eletricidade e, em 1749, propôs o conceito de eletricidade positiva e negativa.
De 1785 a 1789, o físico francês Coulomb estudou quantitativamente a interação entre dois corpos carregados e obteve a primeira lei da eletrostática na história - a lei de Coulomb. Este é um salto na compreensão humana dos fenômenos eletromagnéticos.
Antes do século 19, a aplicação de eletricidade e magnetismo ainda era rara.
Em 1800, o físico italiano Volta inventou a bateria voltaica, que pode converter continuamente energia química em energia elétrica e manter uma corrente contínua em uma direção. Esta invenção tem um significado que marcou época e estabeleceu uma base material para as pessoas estudarem eletroquímica, eletromagnetismo e suas aplicações em profundidade. Logo depois, foram descobertos o efeito químico da corrente elétrica, o efeito térmico e o uso da eletricidade para iluminação.
Em 1820, o físico dinamarquês Oersted descobriu o efeito magnético da corrente por meio de experimentos, construiu uma ponte entre a eletricidade e o magnetismo e abriu um avanço no eletromagnetismo moderno.
Em 1825, o cientista francês Ampere propôs a famosa lei do loop de Ampere. Ele começou a medir o efeito magnético do circuito em 1820 e descobriu que dois fios condutores de corrente podem se atrair e se repelir. Esta descoberta tornou-se a lei básica da mecânica e fez preparações teóricas para a invenção dos motores elétricos.
Em 1826, o físico alemão Ohm propôs a famosa lei de Ohm com base em muitos anos de experimentos: a uma temperatura constante, a corrente no loop de fio é igual à razão entre a força eletromotriz e a resistência no loop. Ohm estendeu essa lei a qualquer seção de fio e concluiu que a corrente no fio é igual à razão entre a tensão e a resistência dessa seção de fio.
Em 1831, o físico britânico Faraday descobriu o fenômeno da indução eletromagnética. Ao continuar os experimentos de Oersted, ele se convenceu de que, como a eletricidade produz magnetismo, o magnetismo também pode produzir eletricidade. Ele finalmente descobriu que um condutor movendo-se em um campo magnético geraria uma força eletromotriz induzida, que geraria uma corrente em um circuito condutor fechado. Essa descoberta tornou-se o princípio básico dos geradores e transformadores, possibilitando a conversão de energia mecânica em energia elétrica.
Em 1832, o físico americano Henry propôs o coeficiente de auto-indutância L que caracteriza o efeito de auto-indução na bobina.
Em 1834, o físico russo Lenz propôs a lei da direção da corrente induzida, ou seja, a famosa lei de Lenz.
Em 1838, o pintor americano que se tornou americano Morse inventou o telégrafo. Em 1844, ele enviou uma mensagem telegráfica de Washington para Baltimore, a 40 milhas de distância.
O advento do telégrafo aumentou a necessidade de análise e cálculos de circuitos.
Em 1845, após uma pesquisa aprofundada sobre o trabalho de Ohm, o cientista alemão Kirchhoff propôs duas leis básicas dos circuitos - a lei das correntes de Kirchhoff (KCL para abreviar) e a lei da tensão de Kirchhoff (KVL para abreviar). É a lei que a tensão e a corrente devem obedecer no circuito de parâmetros concentrados.
Em 1853, o físico britânico Thomson usou o modelo de circuito de resistência, indutância e capacitância para analisar o processo de descarga da garrafa de Leiden e obteve a frequência de oscilação elétrica. No mesmo ano, o físico alemão Helmholtz propôs o teorema do gerador equivalente no circuito. Devido ao aumento das comunicações internacionais, cabos telegráficos submarinos entre a Grã-Bretanha, França, Itália e Turquia foram construídos na Europa de 1850 a 1855. Os sinais do telégrafo são transmitidos por meio de cabos de longa distância, resultando em atenuação, atraso e distorção do sinal.
Em 1854, Thomson publicou a teoria da transmissão por cabo, que analisava esses fenômenos.
Em 1857, considerando que a linha de transmissão aérea é diferente do cabo, Kirchhoff obteve uma equação completa de tensão e corrente na linha de transmissão incluindo o coeficiente de auto-indutância, que é chamada de equação do telégrafo ou equação de Kirchhoff. Neste ponto, a teoria do circuito incluindo a linha de transmissão está basicamente estabelecida.
Em 1866, o engenheiro alemão Siemens descobriu o princípio do motor elétrico e o utilizou para melhorar o gerador. Devido à aplicação cada vez mais ampla da eletricidade em vários aspectos, como iluminação, solução pontual, galvanoplastia, arrasto elétrico, etc., há uma necessidade urgente de obter energia elétrica de forma mais conveniente para melhorar a eficiência e reduzir custos. Em 1881, o experimento de transmissão de alta tensão DC foi bem-sucedido. No entanto, como a CC de alta tensão não é conveniente para os usuários usarem diretamente, a transmissão de alta tensão CA de longa distância foi realizada com base na invenção do transformador no mesmo ano. Desde então, a era da eletrificação começou.
Em 1873, o físico britânico Maxwell resumiu as leis de vários fenômenos eletromagnéticos descobertos na época, expressou-os como as equações de Maxwell, previu a existência de ondas eletromagnéticas e estabeleceu uma base sólida para a teoria dos circuitos.
Em 1888, o físico alemão Hertz provou que as ondas eletromagnéticas previstas por Maxwell existiam por meio de meticulosos experimentos repetidos.
Em 1876, o inventor americano Bell inventou o telefone. Bell era apenas professor em uma escola para surdos naquela época, mas com sua compreensão sensível do efeito da corrente elétrica e esforços incessantes, ele alcançou o objetivo de se comunicar por meio de fios. Após melhorias contínuas, em 1878, ele conseguiu a primeira chamada de longa distância entre Boston e Nova York, a 200 milhas de distância.
Em 1879, o inventor americano Edison inventou a lâmpada de filamento de carbono. Em 1912, o americano Coolidge inventou a lâmpada de filamento de tungstênio, que se tornou o aparelho de iluminação mais popular. O uso generalizado de luzes elétricas é uma grande popularização das aplicações de energia elétrica e tem mudado a vida das pessoas.
Em 1880, o britânico Hopkinson propôs uma lei para o cálculo de circuitos magnéticos que é semelhante em forma à lei de Ohm. No final do século XIX, o rápido desenvolvimento da tecnologia de corrente alternada promoveu o estabelecimento da teoria dos circuitos de corrente alternada. Em 1893, o cientista germano-americano Steinmetz propôs o método de símbolo de número complexo (método fasorial) para analisar circuitos CA, usando números complexos para representar CA senoidal, o que simplificou o cálculo de circuitos CA. O diagrama vetorial proposto pelo matemático suíço Argend também se tornou uma ferramenta poderosa para analisar circuitos CA. Essas teorias e métodos lançaram as bases para o desenvolvimento futuro da teoria dos circuitos.
Em 1894, o italiano Marconi e o físico russo Popov inventaram o rádio, respectivamente. Marconi, de 20 anos, sem formação universitária formal, usa um oscilador de faísca Hertz como transmissor para gerar sinais de ondas eletromagnéticas intermitentes por meio do abrir e fechar de chaves elétricas. Em 1895, a distância de transmissão do sinal que lançava era superior a 1Km; em 1897, o sinal transmitido podia ser recebido a mais de 20Km, iniciando-se a era da radiocomunicação.
A invenção de dispositivos elétricos de vácuo deu um grande passo no desenvolvimento da engenharia eletrônica.
O cientista britânico Thomson fez vários testes entre 1895 e 1897, provando que os elétrons existem. Posteriormente, o cientista britânico Fleming inventou um diodo de vácuo prático baseado no diodo térmico inventado por Edison. Tem condutividade unidirecional e pode ser usado para retificação ou detecção. Em 1907, o americano Forrest inventou o triodo de vácuo, que pode amplificar sinais elétricos fracos. Em 1914, Forrester usou um triodo de vácuo para formar um circuito oscilante, o que tornou o sistema de comunicação por rádio mais avançado.
As necessidades de aplicações levaram ao surgimento e desenvolvimento de geração e transmissão e distribuição de energia em larga escala.
No final do século 19, houve também uma "polêmica entre AC e DC".
A parte representada por Edison defendia a aplicação de corrente contínua; a outra parte representada por Tesla e Westinghouse defendia a aplicação de corrente alternada. Não foi até a invenção de alternadores, motores de indução, transformadores, etc. que as vantagens do sistema AC foram totalmente demonstradas, e o sistema AC foi amplamente utilizado. Na década de 1930, a tensão da linha de transmissão de energia atingiu 22 × 10 ^ 4V e o alcance da fonte de alimentação atingiu centenas de quilômetros, formando uma rede de energia relativamente complexa.
No século 20, em 1911, o engenheiro britânico Heaviside propôs o conceito de impedância, e também propôs um algoritmo para resolver o processo transiente do circuito. Em 1918, o método de componente simétrica proposto por Futek simplificou a análise de circuitos trifásicos assimétricos. Este método ainda é um método comum para analisar a operação assimétrica de motores CA trifásicos e sistemas de energia. Em 1920, Campbell e Wagner estudaram o circuito de filtro da estrutura da escada. Em 1924, Foster propôs o teorema da reatância da rede de dois terminais indutor-capacitor. Desde então, a teoria de síntese de rede para projetar circuitos com determinadas características de frequência foi estabelecida.
Após a invenção do tubo de elétrons, a tecnologia de circuitos eletrônicos se desenvolveu rapidamente.
Em 1932, o sueco Nyquist propôs um critério para julgar a estabilidade do sistema de malha fechada a partir das características de frequência da função de transferência de malha aberta do circuito de realimentação. Em 1945, American Porter publicou o livro "Network Analysis and Feedback Amplifier", resumindo o princípio do amplificador de feedback negativo, formando assim um método de análise de domínio de frequência para analisar circuitos lineares e sistemas de controle, e tem sido amplamente utilizado.
Na Segunda Guerra Mundial, o surgimento do radar e da moderna tecnologia de controle desempenhou um papel importante na promoção do desenvolvimento da teoria dos circuitos.
Em 24 de dezembro de 1947, Bratton, Bardeen e Shockley, da Bell Laboratories, inventaram um transistor de ponto de contato. Este é um novo dispositivo semicondutor com tamanho pequeno, desempenho elétrico estável e baixo consumo de energia. Desde que esta invenção foi anunciada ao mundo em 1948, ela foi aplicada em breve à comunicação, televisão, computador e outros campos, e a tecnologia eletrônica entrou na era dos semicondutores.
Em 1958, foi inventado o circuito integrado, que fabricava os resistores, capacitores, diodos, transistores e fios que constituem o circuito eletrônico em um chip semicondutor de poucos milímetros quadrados, reduzindo muito o volume. Agora, os circuitos integrados se desenvolveram de circuitos integrados de pequena escala contendo dezenas de transistores para circuitos integrados de grande escala contendo milhões de transistores, assim a tecnologia eletrônica entrou na era dos circuitos integrados.
Ao mesmo tempo, os computadores eletrônicos e vários microprocessadores também sofreram várias gerações de mudanças.O computador eletrônico ENIAC aplicado em 1947 continha 18.000 tubos eletrônicos, 30t e consumia 50kW. Atualmente, um computador eletrônico com a mesma função feito de circuitos integrados pesa menos de 300g e consome apenas 1/2W. Atualmente, os computadores têm sido amplamente utilizados em áreas como produção, defesa nacional, pesquisa científica, administração, educação e assistência médica.
foco:
- Direção de referência de tensão e corrente
- Características de Elementos Resistivos e Elementos de Potência
- Leis de Kirchhoff (KCL, KVL)
Circuitos e Modelos de Circuitos
O gerador de energia elétrica ou sinal elétrico é chamado de fonte de alimentação, e o equipamento elétrico é chamado de carga.
Como a tensão e a corrente geradas no circuito são geradas sob a ação da fonte de alimentação, a fonte de alimentação também é chamada de fonte de excitação ou excitação; a tensão e a corrente geradas no circuito pela excitação são chamadas de resposta.
Chame o estímulo de entrada e a resposta de saída.
expandir:
A relação entre frequência e indutância e capacitância
Direção de referência para corrente e tensão
Direção de referência da corrente
Quando a corrente, tensão, carga e outras variáveis no circuito mudam com o tempo, elas geralmente são representadas por letras minúsculas i, u, q, etc., e letras maiúsculas I, U, Q indicam que a variável correspondente é um valor constante .
Sentido de referência da tensão
Então, veja algumas perguntas simples:
O conhecimento do ensino médio pode ser resolvido
direção de referência associativa
energia elétrica e energia
Determinação de se o circuito absorve ou emite energia
Agora, vejamos um exemplo:
componentes do circuito
O elemento de parâmetro concentrado significa que os fenômenos físicos relacionados à eletricidade e ao campo magnético são "agrupados" pelo elemento. Não há campos elétricos e magnéticos fora do elemento. Se houver um campo elétrico fora do componente, a corrente que entra e sai do terminal pode ser diferente; se houver um campo magnético fora do componente, a tensão entre os dois terminais pode não ser um valor único.
elemento resistivo
A unidade de condutância é Siemens
Tudo bem, este é o fim do conteúdo de hoje para Xiao Yalan. A análise do circuito acabou de começar e acho muito difícil, mas vou tentar o meu melhor para aprender. Vamos aprender o restante das leis de Kirchhoff. Um blog falará sobre com cuidado
