Elektromos dipólus

Az elektromos dipólus olyan elektromos alkatrész, amelynek két kivezetése van, és a hálótörvény eredményeként csak egy elektromos csatlakozó van . Például a lámpák , kapcsolók , generátorok , akkumulátorok , diódák , LED-ek , ellenállások és motorok dipólusok. Általában kétféle dipólus létezik:

Azok a generátorok , amelyek az energia egyik formáját elektromos energiává alakítják, és így lehetővé teszik az elektromos áram áramlását, szinte mindig aktív dipólusok.
Az elektromos energiát más energiává alakító vevők . Ez lehet aktív dipólus vagy passzív dipólus.

A dipólusok osztályozása

Az egyik minősíti dipólusok aszerint, hogy azok az elektromos jellemző , azaz reprezentatív görbéje, akár a függvény , vagy a kölcsönös funkció a $u_ {D} = f (i_ {D}) \,$ $i_ {D} = f ^ {{- 1}} (u_ {D}) \,$

$u_ {D} \,$ : feszültség a dipóluson,
$i_ {D} \,$ : a dipóluson átáramló áram intenzitása

Passzív és aktív dipólusok

A passzív dipólusoknak van egy olyan jellemzőjük, amely áthalad az origón ( u = 0; i = 0), és amely olyan, hogy az ui szorzat szigorúan pozitív az origón kívül (0, 0). Különösen az eredeten áthaladó minden növekvő jellemző garantálja a passzivitást. A negatív ellenállóként viselkedni kívánó komplex eszközök egyedi esetét leszámítva csak elektromos energiát használhatnak fel.
Az aktív dipólusoknak van olyan jellemzőjük, amely nem megy keresztül az eredeten, és az általuk játékba hozott erő egy része nem felel meg a Joule-effektusnak.

Lineáris dipólusok

Ez a kétértelmű név két jelentést takar:

dipólusok, amelyek jellemzője egyenes,
dipólusok, amelyeknél az f : u D = f ( i D ) függvény állandó együtthatójú differenciálfüggvény.

Passzív nemlineáris dipólusok esetén meghatározzuk egy adott működési ponthoz :

az ellenállás statikus : R S = U / I
dinamikus ellenállás : R D = d U / d I

Szimmetrikus dipólusok

Dipólusok, amelyek jellemzője az eredethez képest szimmetrikus. Ezeknek a dipólusoknak az elágazás iránya nem releváns.

Impedancia egy dipólus

A szinuszos áram rendszert, a viselkedését a dipólusok függ a frekvenciától f ezért a pulzációs ω = 2 π f

A dipólus impedanciáját az alábbiak szerint definiáljuk:

${\ displaystyle Z _ {\ omega} = {\ frac {U _ {\ omega}} {I _ {\ omega}}}}$ , val vel

${\ displaystyle U _ {\ omega}}$ : az ω pulzációs feszültség effektív értéke a dipóluson át
${\ displaystyle I _ {\ omega}}$ : a dipóluson átmenő ω pulzációs áram intenzitásának effektív értéke .

Ideális lineáris dipólusok

Virtuális dipólusok, amelyek tökéletesen megválaszolják a matematikai egyenleteket állandó együtthatóval. A valódi dipólusok vagy asszimilálódnak ezekhez az ideális dipólusokhoz, vagy ezeknek az ideális dipólusoknak az egyes társulásainak tekinthetők.

Ideális passzív dipólusok

Négyen vannak:

Az ellenállások tisztaak

Pontosan tiszteletben tartják az u = R i összefüggést . R állandóval, a felhasználás körülményeitől függetlenül.

Szinuszos rendszerben összetett impedanciájuk tehát egyenlő R-vel

Az induktorok tiszták

Pontosan tisztelik a kapcsolatot

u = L \ cdot {\ frac {di} {dt}}

L állandóval, a felhasználás körülményeitől függetlenül.

Szinuszos rendszerben összetett impedanciájuk tehát egyenlő j.Lω-val

A tökéletes kondenzátorok

Pontosan tisztelik a kapcsolatot

i = C \ cdot {\ frac {du} {dt}}

állandó C értékkel, a felhasználás körülményeitől függetlenül.

Séma szerint a szinuszos komplex impedancia egyenlő 1 / j.Cω-val .

Ideális aktív dipólusok

Az ideális feszültségforrások

Folyamatos vagy változó feszültséget szolgáltatnak az idő múlásával, teljesen függetlenül a rajtuk áramló áramtól.

Az ideális áramforrások

Meg kell őket haladni egy egyenárammal vagy változóval az idő múlásával, teljesen függetlenül a termináljuk feszültségétől.

A lineáris dipólusok fizikai tulajdonságai

Ha ezeknek a dipóloknak egy sorát szinuszos feszültség- üzemmódban táplálják, akkor a rajta áthaladó áram is szinuszos és azonos frekvenciájú.
A teljesítménytényező egy sor lineáris dipól mindig megegyezik a koszinusza fázistolás a jelenlegi képest a feszültség (a cos φ )

Az elektromos dipólus által fogyasztott teljesítmény

Egy dipólus, amelyet intenzitásáram keresztez, és amelynek feszültsége a kapcsainál olyan hatalmat játszik , hogy . $i \,$ $u \,$ $p \,$ $p = u \ cdot i \,$

Ez a teljesítmény megfelel a fogyasztott teljesítménynek, amikor u és i a vevő konvenciója szerint nyilakba kerülnek (az ellenkező irányba), és a leadott energiának, amikor a generátor konvenciójával nyilak vannak.

Megjegyzések és hivatkozások

(in) Derek Rowell és David N. Wormley, rendszerdinamika: An Introduction , Prentice-Hall,1997, 592 p. ( ISBN 0-13-210808-9 ) , p. 93..
Meg kell jegyezni, hogy az elektromos dipólusnak, bár van legalább egy elektromos csatlakozója, más csatlakozói is lehetnek, például termikus csatlakozóval a disszipatív jelenségek megvalósításához.
(in) Chua LO és Green DN " A nemlineáris dinamikus hálózatok gráfelméleti tulajdonságai " , IEEE tranzakciók áramkörökön és rendszereken , vol. 23, n o 5,1976. május, P. 292-312

Kapcsolódó cikk

Elektrosztatikus dipólus