Независимым называется источник, ЭДС которого (в источнике напряжения) и ток (в источнике тока) не зависят от напряжений, токов в любых ветвях цепи.
Зависимым называется источник, ЭДС которого (в источнике напряжения) и ток (в источнике тока) зависят от напряжений, токов в любых ветвях цепи.
Зависимые источники бывают четырёх видов:
ИНУН
| ИТУН
|
ИНУТ
| ИТУТ
|
, 
, 
, 
— коэффициенты управления
Расчёт цепи с зависимыми источниками производится так же, как и с независимыми, только расчёт производится многократно для разных значений коэффициента пропорциональности.
Рассмотрим расчёт цепи с зависимыми источниками:
Запишем уравнение по законам Кирхгофа:
Пусть 
Обычно рассчитывают эту схему в общем виде, а затем, задаваясь значениями , находят токи.
Вопрос 27. Эквивалентные схемы операционного усилителя. Преобразование свойств цепей операционным усилителем. Сумматоры и конверторы отрицательных сопротивлений.
Эквивалентные схемы замещения ОУ
Напряжение на выходе ОУ не может быть больше 
:
Если 
, то 
и 
. На практике не равно 
, но величина очень большая, поэтому 
существует, но эта величина очень маленькая, её почти невозможно измерить. Исходя из этого, существует две схемы замещения ОУ:
1) входные зажимы разомкнуты, и 
;
2) входные зажимы замкнуты накоротко и 
.
|
|
ОУ как преобразователь сигнала
Напряжение на выходе ОУ не может быть больше, чем , поэтому ОУ используют для ограничения сигнала, т. е. получения сигнала прямоугольной формы.
| 
|
Подадим на вход ОУ три сигнала с разной амплитудой. После прохождения через ограничитель все сигналы станут прямоугольной формы одинаковой амплитуды. Ограничитель сигнала используют в буквопечатающих устройствах, телевизорах, приёмниках.
Сумматор
Сумматор — это активно-резистивная цепь, которая позволяет складывать напряжение различных сигналов в любой момент времени. Мгновенное напряжение на выходе сумматора пропорционально сумме мгновенных напряжений на его выходе.
Напряжение на выходе сумматора рассчитывается по формуле:
,
где 
— коэффициент передачи ОУ с ОС. Знак “–” говорит о том, что напряжение на выходе сумматора меняет полярность по сравнению с напряжением на входе.
Конвертор отрицательных сопротивлений (КОС)
Отрицательным называется сопротивление, которое, будучи подключенным последовательно с обычным резистором, не увеличивает, а уменьшает входное сопротивление цепи.
Природой таких сопротивлений не создано, поэтому для их получения используют ОУ с двумя ОС (ПОС и ООС):
Доказано, что входное сопротивление такого конвертера рассчитывается по формуле:
Если 
, то 
, т. е. входное сопротивление этой схемы имеет знак, противоположный знаку сопротивления нагрузки, значит оно отрицательно.
Используют КОС для уменьшения потерь мощности.
Вопрос 28. Получение колебаний гармонической формы и их математическая модель. Параметры гармонических колебаний: угловая частота, начальная фаза, угол сдвига фаз, временные диаграммы, соответствующие разным углам сдвига фаз.
Колебания, которые изменяются по закону синуса или косинуса, называются гармоническими.
Получают синусоидальную ЭДС с помощью явления ЭМИ (электромагнитной индукции).
Рамку помещают в магнитное поле и равномерно вращают вокруг своей оси. Она пересекает магнитные линии, и на её концах образуется ЭДС ЭМИ:
Угол, на который поворачивается рамка за одну секунду, называется угловой скоростью или угловой частотой (
).
— циклическая частота
, где 
— период колебаний (см. вопрос 5)
За время 
рамка повернётся на угол 
, тогда:
Начальная фаза — угол, под которым рамка находится к положительному направлению горизонтальной оси в нулевой момент времени. Может быть положительной и отрицательной.
, 
, 
— начальные фазы тока, напряжения и ЭДС соответственно
Общее уравнение гармонических колебаний (математическая модель):
Фаза определяет значение переменной в любой момент времени, а начальная фаза — в нулевой момент времени.
Гармонический сигнал имеет действующее значение. Оно характеризует энергетические свойства сигнала, его показывают приборы. Для гармонического сигнала максимальное и действующее значения связаны формулой:
| 
| 
|
Угол сдвига фаз — разность начальных фаз двух переменных:
Та переменная, которая раньше достигает положительного максимума, опережает по фазе, которая позже — отстаёт по фазе:
Если две переменные одновременно проходят максимум и 0, то они совпадают по фазе:
Если угол сдвига фаз равен 180°, то переменные находятся в противофазе:
