Lekcja 1
Amper - jednostka prądu oznaczona w postaci [A].
Cewka - element obwodu służący do gromadzenia energii w polu magnetycznym, którego główną cechą jest indukcyjność. Fizycznie cewka składa się z wielu zwojów drutu nawiniętego na korpusie.
Element liniowy - element obwodu, w którym zależności między zmiennymi (np. prądem i napięciem) są liniowe.
Element nieliniowy - element obwodu, w którym zależności między zmiennymi (np. prądem i napięciem) są nieliniowe.
Elementy pasywne - elementy obwodu nie wytwarzające energii (np. rezystor, cewka, kondensator).
Elementy źródłowe - elementy obwodu wytwarzające energię (np. niezależne źródła prądu i napięcia, źródła sterowane).
Farad - jednostka pojemności oznaczona w postaci [F], przy czym 1F=1As/V.
Gałąź - jeden lub więcej elementów obwodu włączonych między dwoma węzłami.
Henr - jednostka indukcyjności oznaczona w postaci [H], przy czym 1H=1W s
Indukcyjność (własna) - współczynnik L wiążący strumień skojarzony oraz prąd i w pojedynczej cewce liniowej ().
Indukcyjność wzajemna - współczynnik M12 wiążący strumień skojarzony z jedną cewką wywołany przez prąd w drugiej cewce dla dwu cewek magnetycznie sprzężonych, .
Kondensator - element obwodu służący do gromadzenia ładunku elektrycznego, którego główną cechą jest pojemność. Kondensator zbudowany jest z dwu równoległych powierzchni przewodzących przedzielonych izolatorem.
Konduktancja - odwrotność rezystancji, mierzona w siemensach [S], przy czym 1S=1/W .
Kulomb - jednostka ładunku oznaczona w postaci [C], przy czym 1C=1As.
Napięcie elektryczne - różnica potencjałów między dwoma punktami (węzłami) obwodu elektrycznego mierzona w voltach.
Obwód elektryczny - układ połączeń elementów umożliwiający przepływ prądu elektrycznego.
Oczko - zamknięty układ połączeń elementów obwodzie (zwykle fragment obwodu), dla którego zdefiniowane jest napięciowe prawo Kirchhoffa.
Om - jednostka rezystancji oznaczana w postaci [W ], przy czym 1W =-1V/A.
Pojemność - cecha główna kondensatora zapisana jako współczynnik C wiążący ładunek z napięciem na kondensatorze (q=Cu). Pojemność mierzona jest w faradach [F].
Połączenie równoległe - układ połączeń elementów, w którym początki wszystkich elementów podobnie jak ich końce są ze sobą połączone i wyprowadzone jako końcówki zewnętrzne. W połączeniu równoległym rezystorów konduktancja wypadkowa jest równa sumie konduktancji poszczególnych elementów.
Połączenie szeregowe - układ połączeń elementów w którym początek jednego elementu połączony jest z końcem następnego. W połączeniu szeregowym rezystorów rezystancja wypadkowa jest równa sumie rezystancji poszczególnych elementów.
Połączenie w gwiazdę - połączenie trzech elementów w taki sposób, że jedna końcówka każdego elementu jest wspólna a pozostałe stanowią wyprowadzenie zewnętrzne; taki sposób połączenia przypomina kształtem gwiazdę.
Połączenie w trójkąt - połączenie trzech elementów tworzące kształt trójkąta; każdy punkt wspólny dwu elementów jest wyprowadzony na zewnątrz.
Prawa Kirchhoffa - podstawowe prawa obwodu elektrycznego. Jednym z nich jest prawo prądowe, mówiące, że suma prądów w każdym węźle obwodu jest równa zeru. Drugie prawo Kirchhoffa dotyczy napięć w oczku i stwierdza, że suma napięć gałęziowych w każdym oczku obwodu jest równa zeru.
Prąd elektryczny - uporządkowany ruch ładunków elektrycznych w obwodzie, definiowany jako pochodna ładunku po czasie
.
Jednostka prądu jest amper [A].
Rezystancja - (zwana również opornością) wyraża opór stawiany przepływowi prądu w obwodzie zawierającym rezystory. Jest współczynnikiem R wiążącym napięcie i prąd w rezystorze (u=Ri). Jednostką rezystancji jest om [W ].
Rezystancja wewnętrzna źródła - rezystancja skojarzona ze źródłem napięcia lub prądu. W przypadku źródła napięcia rezystancja wewnętrzna włączona jest szeregowo ze źródłem (dla źródła idealnego jest ona równa zeru); w przypadku źródła prądu rezystancja wewnętrzna włączona jest równolegle do źródła (dla źródła idealnego jest równa nieskończoności).
Rezystor - (zwany również oporem) jest liniowym elementem pasywnym obwodu w którym zależność między prądem i napięciem jest liniowa u=Ri, ze współczynnikiem proporcjonalności równym rezystancji R .
Transfiguracja gwiazda-trójkąt - zamiana połączenia gwiazdowego elementów w trójkątne, nie powodująca zmiany rozpływu prądów i rozkładu napięć w części obwodu nie podlegającej przekształceniu.
Transfiguracja trójkąt-gwiazda- zamiana połączenia trójkątnego elementów w gwiazdowe, nie powodująca zmiany rozpływu prądów i rozkładu napięć w części obwodu nie podlegającej przekształceniu.
Volt - jednostka napięcia oznaczana jako [V].
Węzeł - punkt połączenia co najmniej dwu elementów obwodu.
Źródła niezależne (niesterowane) - źródło prądu lub napięcia o ustalonych parametrach. W przypadku źródeł stałych wartość prądu lub napięcia jest stała, dla źródła sinusoidalnego wartości parametrów funkcji sinusoidalnej są stałe.
Źródła sterowane - źródła prądu lub napięcia, których wartości są zależne od sygnałów sterujących. Najpopularniejsze są cztery liniowe źródła sterowane: napięcia sterowane napięciem, napięcia sterowane prądem, prądu sterowane napięciem i prądu sterowane prądem.
Lekcja 2
Admitancja - odwrotność impedancji (wielkość zespolona).
Charakter obwodu - pojęcie określające relację wektora prądu względem wektora napięcia w obwodzie; jeśli prąd wyprzedza napięcie - mówimy o charakterze pojemnościowym, jeśli jest na odwrót i napięcie wyprzedza prąd - mówimy o charakterze indukcyjnym obwodu.
Częstotliwość - wielkość charakteryzująca szybkość zmian sygnału okresowego, oznaczana literą f i mierzona w herzach [Hz]. Jest odwrotnością okresu T, f=1/T. Wartość chwilowa sygnału sinusoidalnego opisana jest zależnością:
Faza początkowa - wartość kąta sygnału okresowego dla chwili t=0; w przypadku sygnału
faza początkowa jest równa .
Impedancja - wielkość zespolona będąca uogólnieniem rezystancji dla elementów indukcyjnych i pojemnościowych. Oznaczana jest literą Z, a jej jednostką jest om. Dla rezystora impedancja jest równa rezystancji R, dla cewki L impedancja jest równa
a dla kondensatora C impedancja jest równa
Kąt fazowy - wartość argumentu funkcji okresowej; dla funkcji sinusoidalnej jest to funkcja liniowa czasu .
Metoda symboliczna - metoda analizy stanu ustalonego obwodu przy wymuszeniu sinusoidalnym sprowadzająca opis obwodu do układu równań algebraicznych typu zespolonego.
Okres - odcinek czasu T po którym wartość funkcji okresowej powtarza się f(t+T)=f(t),.
Przesunięcie fazowe - różnica kątów fazowych wektora zespolonego prądu i napięcia w obwodzie w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym.
Pulsacja - wielkość proporcjonalna do częstotliwości oznaczana jako . Relację między nimi określa wzór
Reaktancja - część urojona impedancji, oznaczana zwykle literą X; dla cewki reaktancja jest równa
a dla kondensatora
Stan ustalony - stan obwodu, w którym funkcja odpowiedzi ma taką samą postać jak funkcja wymuszająca; przy sinusoidalnym wymuszeniu odpowiedź jest również sinusoidalna o tej samej częstotliwości, choć o innej amplitudzie i fazie początkowej.
Susceptancja - odwrotność reaktancji elementu.
Sygnał sinusoidalny - sygnał o wartości chwilowej określonej funkcją sinusoidalną
Wartość chwilowa - wartość sygnału w konkretnej chwili t.
Wartość maksymalna - największa wartość chwilowa sygnału; dla sygnału sinusoidalnego
wartość maksymalna jest równa Xm.
Wartość skuteczna sygnału - wartość zastępcza stała, tak dobrana, że moc średnia za okres sygnału rzeczywistego jest równa kwadratowi tej wartości. Dla sygnału okresowego f(t) definiuje się ją w postaci . W przypadku sinusoidy wartość skuteczna jest razy mniejsza niż wartość maksymalna.
Wartość skuteczna zespolona - wartość skuteczna sygnału sinusoidalnego używana w metodzie symbolicznej i będąca wielkością zespoloną , w której oznacza moduł wartości zespolonej (wartość skuteczna sygnału) a - fazę początkową.
Wartość średnia - uśredniona wartość sygnału za okres lub pół okresu funkcji okresowej, definiowana w postaci .Wartość średnia całookresowa dla sygnału sinusoidalnego jest równa zeru. Wartość średnia półokresowa jest różna od zera i równa 0,637Um.
Wykres wektorowy - graficzne przedstawienie zależności między wartościami zespolonymi napięć i prądów gałęziowych w stanie ustalonym obwodu przy wymuszeniu sinusoidalnym.
Lekcja 3
Bilans mocy - suma mocy w obwodzie w każdej chwili czasowej równa zeru.
Cewka rzeczywista - model cewki uwzględniający oprócz indukcyjności również rezystancję zwojów drutu, z którego jest wykonana cewka. Zwykle jest to połączenie szeregowe indukcyjności i rezystancji.
Dopasowanie odbiornika do źródła -stan pracy obwodu z nieidealnym źródłem, w którym w odbiorniku wydziela się maksymalna moc czynna. Warunkiem dopasowania jest równość rezystancji odbiornika i rezystancji wewnętrznej źródła przy kompensowaniu się reaktancji odbiornika i źródła.
Energia cewki - energia zgromadzona w polu magnetycznym cewki.
Energia kondensatora - energia zgromadzona w polu elektrycznym kondensatora.
Kondensator rzeczywisty - model kondensatora uwzględniający oprócz pojemności również jego upływność (stratność). Zwykle jest to połączenie równoległe pojemności i rezystancji.
Moc bierna - moc nierzeczywista definiowana jako iloczyn modułów prądu i napięcia oraz sinusa kąta między wektorem prądu i napięcia, oznaczana zwykle literą Q.
Moc chwilowa - iloczyn wartości chwilowych prądu i napięcia w obwodzie; oznaczana jako p(t).
Moc czynna - wartość średnia za okres z mocy chwilowej, równa iloczynowi modułów prądu i napięcia oraz cosinusa kąta między wektorem prądu i napięcia, oznaczana zwykle literą P.
Moc pozorna - moc będąca złożeniem zespolonym mocy czynnej i biernej, oznaczana jako S=P=jQ, gdzie P jest mocą czynną a Q - mocą bierną. Pod pojęciem mocy pozornej rozumie się czasem moduł mocy pozornej.
VA - jednostka mocy pozornej wyrażająca iloczyn volta i ampera.
war - jednostka mocy biernej (pochodzi od złożenia "Volt-Amper reaktancyjny") oznaczona jako [var].
wat - jednostka mocy czynnej oznaczona jako [W]
Lekcja 4
Admitancja własna węzła - suma admitancji włączonych do danego węzła w obwodzie. Występuje na miejscach diagonalnych macierzy admitancyjnej; pojęcie używane przy tworzeniu macierzy potencjałów węzłowych.
Admitancja wzajemna węzłów - admitancja włączona między dwoma węzłami w obwodzie. Występuje w macierzy potencjałów węzłowych na miejscach niediagonalnych ze znakiem minus; pojęcie używane przy tworzeniu macierzy potencjałów węzłowych.
Impedancja własna oczka - suma impedancji występujących w danym oczku. Występuje na miejscach diagonalnych macierzy oczkowej.
Impedancja wzajemna oczka - impednacja wspólna dla dwu oczek sąsiadujących ze sobą. W macierzy oczkowj występuje na miejscach niediagonalnych ze znakiem minus (przy założeniu jednakowych zwrotów prądów oczkowych).
Macierz potencjałów węzłowych - zwana jest również macierzą węzłową Y. Występuje w opisie obwodu przy zastosowaniu potencjałów węzłowych, , gdzie V oznacza wektor potencjałów węzłowych a - wektor prądów źródłowych.
Macierz oczkowa - macierz Z wiążąca prądy oczkowe wyrażone poprzez wektor oraz napięcia wymuszające oczek, opisane poprzez wektor E. Równanie oczkowe przyjmuje postać .
Metoda potencjałów węzłowych - metoda opisu obwodu przy ograniczeniu się do potencjałów węzłowych jako jedynych zmiennych użytych w opisie. Równanie węzłowe przyjmuje postać .
Metoda prądów oczkowych - metoda opisu obwodu przy ograniczeniu się do prądów oczkowych jako jedynych zmiennych występujących w opisie. Równanie oczkowe przyjmuje postać .
Metoda równań Kirchhoffa - metoda wyznaczania prądów i napięć w obwodzie polegająca na przyjęciu wszystkich prądów gałęziowych jako zmienne i wypisaniu odpowiedniej liczby równań na podstawie prawa prądowego i napięciowego Kirchhoffa.
Potencjał węzłowy - potencjał przypisany danemu węzłowi, mierzony względem wspólnego węzła odniesienia obwodu.
Prąd oczkowy - umyślny prąd o przyjętym z góry zwrocie przypisany każdemu oczku w metodzie oczkowej.
Twierdzenie Nortona - twierdzenie umożliwiające zastąpienie dowolnego obwodu "widzianego" z dwu dowolnych zacisków połączeniem równoległym idealnego źródła prądowego i impedancji zastępczej "widzianej" z tych zacisków.
Twierdzenie Thevenina - twierdzenie umożliwiające zastąpienie dowolnego obwodu "widzianego" z dwu dowolnych zacisków połączeniem szeregowym idealnego źródła napięciowego i impedancji zastępczej "widzianej" z tych zacisków.
Zasada superpozycji - zasada głosząca, że odpowiedź chwilowa obwodu na wiele wymuszeń jest równa sumie odpowiedzi chwilowych na każde wymuszenie oddzielnie. Zasada ta obowiązuje wyłącznie dla obwodów liniowych.
Lekcja 5
Cewki jednoimienne - cewki sprzężone magnetycznie których początki uzwojeń są położone jednakowo względem wspólnego węzła lub względem węzła odniesienia (ważne przy eliminacji sprzężeń magnetycznych).
Cewki różnoimienne - cewki sprzężone magnetycznie których początki uzwojeń są położone w różny sposób względem wspólnego węzła lub względem węzła odniesienia (ważne przy eliminacji sprzężeń magnetycznych).
Eliminacja sprzężeń magnetycznych - proces usuwania sprzężeń magnetycznych cewek nie powodujący zmiany rozpływu prądów w obwodzie.
Indukcja magnetyczna - wielkość fizyczna, oznaczona przez B, charakteryzująca pole magnetyczne, ważna przy uwzględnieniu nieliniowości magnesowania. Krzywa magnesowania żelaza zadana jest w postaci zależności B = f(H), gdzie B jest indukcją, mierzoną w teslach [T] a H - natężeniem pola magnetycznego wyrażonym w [A/m].
Napięcie magnetyczne - wielkość charakteryzująca rozkład pola magnetycznego w urządzeniach zawierających żelazo. Jest iloczynem natężenia pola magnetycznego H na odcinku o długości l przez długość tego odcinka ( wyrażona w amperach. Jest odpowiednikiem magnetycznym spadku napięcia elektrycznego na elementach obwodu.
Natężenie pola magnetycznego - wielkość fizyczna charakteryzująca pole magnetyczne, ważna przy uwzględnieniu nieliniowości magnesowania; oznaczana jest literą H i wyrażana w jednostkach [A/m].
Pierwotna krzywa magnesowania - nieliniowa zależność między natężeniem a indukcją pola magnetycznego w żelazie B = f(H), przyjmowana w postaci jednoznacznej, nie uwzględniająca pętli histerezy.
Prawo Kirchhoffa dla strumieni magnetycznych - odpowiednik prawa prądowego Kirchhoffa dla obwodów magnetycznych. Zgodnie z tym prawem suma strumieni magnetycznych w każdym węźle obwodu magnetycznego jest równa zeru.
Prawo Kirchhoffa dla napięć magnetycznych - odpowiednik prawa napięciowego Kirchhoffa dla obwodów magnetycznych. Zgodnie z tym prawem suma napięć magnetycznych i sił magnetomotorycznych w każdym oczku obwodu magnetycznego jest równa zeru.
Prawo przepływu Ampera - prawo określające rozkład napięć magnetycznych w zamkniętym obwodzie magnetyczny, zgodnie z którym całka liniowa wektora natężenia pola magnetycznego H po krzywej zamkniętej l w polu magnetycznym równa się prądowi przenikającemu przez powierzchnię ograniczoną tą krzywą, czyli
Przy założeniu stałych wartości natężenia pola Hk na określonych odcinkach o długości lk można je zapisać w postaci uproszczonej
Przekładnia napięciowa - stosunek napięcia pierwotnego do wtórnego transformatora . Pożądane jest aby przekładnia napięciowa i zwojowa transformatora były sobie równe.
Przekładnia zwojowa - stosunek liczby zwojów uzwojenia pierwotnego do wtórnego w transformatorze .
Przenikalność magnetyczna - współczynnik wiążący indukcję i natężenie pola magnetycznego . Jest on wyrażony jako iloczyn przenikalności magnetycznej próżni o stałej wartości oraz przenikalności względnej , . Przenikalność względna jest funkcją natężenia pola magnetycznego i dla materiałów ferromagnetycznych zmienia się w bardzo szerokich granicach.
Reaktancja indukcyjna własna - reaktancja cewki uwzględniająca jedynie indukcyjność własną L; definiowana w postaci .
Reaktancja indukcyjna wzajemna - reaktancja cewki uwzględniająca indukcyjność wzajemną M dwu cewek; definiowana w postaci .
Siła magnetomotoryczna - wielkość fizyczna definiowana jako iloczyn prądu przepływającego przez cewkę o z zwojach przez liczbę tych zwojów. Oznaczana zwykle przez .
Sprzężenie magnetyczne - ddziaływanie magnetyczne strumienia jednej cewki na strumień drugiej cewki położonej w pobliżu pierwszej. Przy wzmacnianiu się strumieni w cewkach mówimy o sprzężeniu dodatnim, przy osłabianiu - o sprzężeniu ujemnym.
Strumień magnetyczny - wielkość fizyczna zdefiniowana w postaci iloczynu wektorowego . Przy stałej wartości indukcji B przenikającej powierzchnię S strumień jest iloczynem indukcji przez tę powierzchnię .
Strumień magnetyczny skojarzony - strumień magnetyczny w cewce pomnożony przez liczbę zwojów cewki, .
Tesla - jednostka indukcji oznaczona przez [T], przy czym 1T=1Vs/m2.
Transformator - urządzenie elektryczne transformujące prąd i napięcie z jednego poziomu (wejściowego) na inny poziom (wyjściowy), w którym istnieje galwaniczne odizolowanie obwodu pierwotnego (wejściowego) od wtórnego (wyjściowego).
Transformator idealny - model idealnego transformatora w którym pomija się wszystkie straty i opisuje poprzez relację napięcia wejściowego do wyjściowego (n -przekładnia transformatora) oraz prądu wejściowego do wyjściowego .
Transformator powietrzny - transformator wykonany z cewek powietrznych (bez rdzenia ferromagnetycznego).
Transformator z rdzeniem ferromagnetycznym - transformator wykonany z cewek nawiniętych na rdzeniu ferromagnetycznym, charakteryzującym się bardzo dobrym sprzężeniem magnetycznym.
Weber - jednostka strumienia magnetycznego oznaczona w postaci [Wb], przy czym 1Wb=1Vs.
Współczynnik sprzężenia cewek - współczynnik k charakteryzujący stopień sprzężenia magnetycznego dwu cewek sprzężonych magnetycznie, .
Lekcja 6
Charakterystyka amplitudowa obwodu rezonansowego - zależność modułu wartości skutecznej prądu lub napięcia obwodu rezonansowego od częstotliwości (pulsacji). Charakterystyki częstotliwościowe obwodu rezonansowego - zależność wartości skutecznej zespolonej prądu lub ...
martyrologia