Резистивное сопротивление. Служит моделью устройства, в котором энергия электромагнитного поля преобразуется в другие виды энергии, например, в тепловую, световую и др. Условное обозначение резистивного сопротивления показано на рис. 1.7, а.
Математическая модель, описывающая свойства резистивного сопротивления R определяется законом Ома: u = Ri или i = Gu. (1.6)
 |
Коэффициенты пропорциональности R и G в формулах (1.6) называются сопротивлением и проводимостью и являются параметрами резистивного сопротивления, т.е. количественной характеристикой элемента. R и G связаны обратной зависимостью R = 1 /G. Сопротивление измеряют в системе СИ в омах (Ом), проводимость измеряется в сименсах (См).
 |
Уравнение (1.6) определяет зависимость напряжения от тока и носит название вольтамперной характеристики ( ВАХ ) (рис. 1.8) резистивного сопротивления. Если R постоянно, то ВАХ линейная (рис. 1.8, а) и соответствует линейному резистивному сопротивлению. Если же R зависит от протекающего через него тока или приложенного к нему напряжения, то ВАХ становится нелинейной (рис. 1.8, б) и соответствует нелинейному резистивному сопротивлению.
Мгновенная мощность резистивного сопротивления (1.7) положительная величина и он потребляет электрическую энергию
pR (t) = Ri R2 = Gu R2. (1.7)
Электрическая энергия, поступающая в резистивный элемент всегда положительна 
Следовательно, резистивное сопротивление является пассивным элементом.
На практике широко используются резисторы – компоненты радиоустройств, простейшими моделями которых могут служить резистивные сопротивления. Сопротивление резисторов часто измеряют в килоомах (1 кОм = 103 Ом) и мегаомах (1 МОм = 106 Ом).
Индуктивный элемент. Идеализированный элемент служит моделью устройства, в котором накапливается энергия магнитного поля. Условное обозначение индуктивности показано на рис. 1.7, б. По определению, связь между напряжением и током в данном элементе определяется соотношением (1.8)
(1.8)
где Ψ – потокосцепление, характеризующее суммарный магнитный поток, пронизывающий катушку. Коэффициент пропорциональности L называется индуктивность и является параметром элемента. Измеряется в системе СИ в генри (Гн). Если параметр L не зависит от uL и iL, то индуктивность является линейным элементом.
Мгновенная мощность электрических колебаний в индуктивности (1.9)
(1.9)
может быть как положительной, так и отрицательной. При pL > 0 магнитная энергия запасается индуктивностью, т.е. она заряжается. При pL < 0 запасенная энергия отдается во внешнюю цепь, т.е. индуктивность разряжается.
Энергия, запасенная в индуктивности к моменту t, определяется выражением 
(1.10)
В любой момент времени она положительна. Следовательно, индуктивность как идеальный элемент цепи является пассивным элементом.
На практике широко используются индуктивные катушки – компоненты радиоустройств, простейшими моделями которых могут служить идеальные индуктивности. Индуктивность катушек, применяемых в радиотехнике, обычно измеряют в миллигенри (1 мГн = 10-3 Гн) или в микрогенри (1 мкГн = 10-6 Гн).
Емкостной элемент. Идеализированный элемент служит моделью устройства, в котором накапливается энергия электрического поля. Условное обозначение индуктивности показано на рис. 1.7, в. По определению, связь между напряжением и током в данном элементе определяется соотношением (1.11)
(1.11)
где q – электрический заряд. Коэффициент пропорциональности C называется емкость и является параметром элемента. Измеряется в системе СИ в фарадах (Ф). Если параметр C не зависит от u Cи i C, то емкость является линейным элементом.
Мгновенная мощность электрических колебаний в емкости
может быть как положительной, так и отрицательной. При pС > 0 электрическая энергия запасается емкостью, т.е. она заряжается. При pС < 0 запасенная энергия отдается во внешнюю цепь, т.е. емкость разряжается.
Энергия, запасенная в емкости к моменту t определяется выражением
В любой момент времени она положительна. Следовательно, емкость как идеальный элемент цепи является пассивным элементом.
На практике широко используются конденсаторы – компоненты радиоустройств, простейшими моделями которых могут служить идеальные емкости. Конденсаторы, применяемые в радиотехнике, обычно измеряют в пикофарадах(1 пФ = 10-12 Ф) или в микрофарадах (1 мкФ = 10-6 Ф).
Ёмкость и индуктивность называются энергоёмкими элементами.
Реальные пассивные элементы – резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы хорошо моделируются соответствующими идеальными элементами в области низких и средних частот. В области высоких, а особенно сверхвысоких частот модели реальных элементов становятся более сложными. Например, на высоких частотах резисторы уже нельзя с достаточной точностью описать идеальным резистивным элементом (1.6) из-за влияния различных «паразитных» LR и CR параметров.
В резисторе при прохождении тока через зажимы возникает магнитное поле. Чтобы учесть накопление магнитной энергии нужно ввести индуктивность L R (рис. 1.9). На зажимах резистора создаётся разность потенциалов, что свидетельствует о наличие электрического поля. Для его учета нужно усложнить модель резистора – ввести емкость CR.
