WSTĘP DO TEORII OBWODÓW

I SYGNAŁÓW ELEKTRYCZNYCH

Dr hab. inż. Grzegorz Pankanin

Gmach Elektroniki i Technik Informacyjnych

p. 227, tel. [phone]

ul. Nowowiejska 15/19

konsultacje: środa 12-14 (p.227 GEiTE)

e-mail: [e-mail]

1



25.02



4.03



11.03



18.03



25.03



1.04



8.04



15.04



22.04



29.04

2

3

 
1.Zajęcia odbywają się w formie wykładu w wymiarze 20
godzin (2 godz. tygodniowo przez pierwsze 10 tygodni
semestru).

2.Przedmiot kończy się egzaminem pisemnym bez
możliwości korzystania z materiałów pomocniczych
(notatki, książki itp.)

3.W sesji letniej egzaminacyjnej będą wyznaczone dwa
terminy egzaminu, a w sesji jesiennej – jeden. Student ma
prawo do jednego egzaminu poprawkowego. Prowadzący
przedmiot ma prawo do wyznaczenia terminu zerowego.

4.Egzamin w terminach sesyjnych będzie przeprowadzony
w formie testu. Łączna liczba punktów do zdobycia
podczas egzaminu: 50.

4

5. Ocena końcowa z przedmiotu będzie ustalona
na podstawie wyniku egzaminu w sposób następujący:
 
 
 

Liczba

punktów p

Ocena

p ≤ 25

2

25 < p ≤ 30

3

30 < p ≤ 35

3.5

35 < p ≤ 40

4

40 < p ≤ 45

4.5

p > 45

5

Teoria obwodów zajmuje się stroną
teoretyczną zjawisk występujących

w obwodach elektrycznych,

w tym metodami analizy:



rozpływu prądów



rozkładu napięć

w stanie ustalonym i w stanie nieustalonym.

5

Znajomość teorii obwodów

wyraża się

w umiejętności analizy

obwodów elektrycznych

6

Prąd elektryczny – uporządkowany ruch ładunków
elektrycznych, utożsamiany w teorii obwodów z
pojęciem natężenia prądu elektrycznego.
Definiowany jest jako granica stosunku ładunku
elektrycznego przepływającego przez przekrój
poprzeczny przewodnika do czasu, gdy czas ten
dąży do zera.

Prąd elektryczny oznaczamy literą i (dużą lub
małą). Jednostką prądu w układzie SI jest amper (A).
Prąd mierzymy przyrządem zwanym
amperomierzem, włączanym szeregowo do gałęzi, w
której prąd chcemy zmierzyć.

7

Każdemu punktowi w środowisku

przewodzącym prąd elektryczny można

przyporządkować pewien potencjał mierzony

względem punktu odniesienia. Różnica

potencjałów między dwoma punktami tego

środowiska nazywana jest napięciem

elektrycznym.
Jednostką napięcia jest volt (V). Napięcie

mierzy się za pomocą woltomierza, który

włącza się równolegle między punkty, których

różnicę potencjałów chcemy mierzyć.
Napięcie oznaczamy literą U (dużą lub małą).

8

u

9

i

10

i

u

11

R

1

R

2

R

3

R

4

e

u

1

i

1

i

2

A

B

Węzeł

Gałąź

Obwód zamknięty

Węzeł – miejsce połączenia trzech lub więcej
wyprowadzeń elementów

Gałąź – połączenie między dwoma sąsiedni węzłami
złożone z jednego lub więcej elementów

Obwód zamknięty – droga zamknięta złożona z gałęzi
(usunięcie dowolnej gałęzi powoduje otwarcie

obwodu i

brak przepływu prądu przez tę drogę)

u

3

u

4

u

2

i

3

12

Element – część składowa obwodu niepodzielna pod względem
funkcjonalnym bez utraty swych cech charakterystycznych.

Rodzaje elementów obwodu:

• źródła energii elektrycznej,

• elementy akumulujące energię bądź ją rozpraszające.

W każdym elemencie mogą zachodzić dwa, a nawet
wszystkie trzy wymienione procesy, choć jeden z nich jest
zwykle dominujący. Element jest idealny, jeśli charakteryzuje
go tylko jeden rodzaj procesu energetycznego.

Elementy pasywne – mające zdolność akumulacji bądź
rozpraszania energii. Nie wytwarzają energii a jedynie ją
przetwarzają. Najważniejsze z nich: rezystor, kondensator, cewka
indukcyjna.

Elementy aktywne (źródła) – mające zdolność wytwarzania
energii. Należą do nich: niezależne źródła napięcia i prądu oraz
źródła sterowane.

13

1. A) pasywne

B) aktywne

2. A) liniowe

B) nieliniowe

3. A) o stałych skupionych (jednoczesność oddziaływań

i skutków we wszystkich punktach obwodu)

B) o stałych rozłożonych

4. A) stacjonarne

B) niestacjonarne

14

Prąd płynący w obwodzie jest wprost proporcjonalny do

napięcia

(przyczyna)

i odwrotnie proporcjonalny do

rezystancji obwodu

(przeszkoda)

u

R

u

R

i

R

i

R

Jednostką rezystancji jest om
():

15

R

1

R

n

R

4

R

3

R

2

R

Z

















n

1

i

i

n

3

2

1

Z

R

R

R

R

R

R



16

















n

1

i

i

n

3

2

1

Z

G

1

R

1

R

1

R

1

R

1

1

R



R

1

R

n

R

3

R

2

R

Z

17

Praca zbiorowa pod redakcją J. Szabatina i E. Śliwy

Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej

18

R

Z

R

1

R

3

R

2

R

4

R

6

R

5

A

B

4k

60k

20k

5k

20k

6k

19

R

1

R

3

R

2

R

4

R

6

R

5

A

B

4k

60k

20k

5k

20k

6k

R

Z

20

R

1

R

3

/

R

2

R

4

R

6

R

5

A

B

4k

60k

20k

4k

6k

R

Z

21

R

1

R

3

R

2

A

B

R

z

=?

22

R

3

R

1

R

3

R

2

A

B

A

B

R

1

R

2

R

z

=?

23

R

3

A

B

R

1

R

2

R

z

=?

24

L

Jednostką indukcyjności jest henr
(H)

1H

=

1·s



i

L

25

L

1

L

2

L

n

L

z

26

L

1

L

n

L

3

L

2

L

Z

27

W układzie Si jednostką ładunku jest kulomb (C),
a pojemności farad (F), przy czym:

u

q

C

28

C

2

C

1

C

3

C

4

C

n

n

3

2

1

Z

C

1

C

1

C

1

C

1

1

C













C

z

29

C

Z

C

n

C

3

C

1

C

2

















n

1

i

i

n

3

2

1

Z

C

C

C

C

C

C



30

Źródła idealne

i

e

u

Idealne źródło

napięciowe

i

e

31

Źródła idealne

i

e

u

Idealne źródło

napięciowe

Idealne źródło

prądowe

u

i

i

u

e

i

32

R

G



Rzeczywiste

źródło prądowe

tg = G

i

i

u

u

e/R

w

i

G

i

G

Źródła rzeczywiste

i

e

R

R

W

u

Rzeczywiste

źródło napięciowe

tg = R

W



i

u

e

Wykład 6

33

Dwa źródła są równoważne jeśli wytwarzają identyczny prąd

i

w obwodzie obciążenia przy dowolnej rezystancji obciążenia

R

L

.

i

G

=e/R

W

G

W

=1/R

W

e=i

G

/G

W

R

W

=1/G

W

e

u

R

W

i

R

L

G

W

R

L

u

i

i

G

34

R

W1

e

1

R

Wn

e

n

R

W2

e

2

R

WZ

e

Z

35

i

2

G

W2

i

3

G

W3

i

n

G

Wn

i

1

G

W1

i

Z

G

WZ

E

R

1

R

J

1

J

2

Znaleźć zastępcze źródło prądowe dla układu:

36

37

E

R

1

R

J

2

E

z1

R

z2

J

2

E

z2

38

R

z2

J

z2

J

2

R

z2

J

z2

R

z2

39

R

1

R

1

R

2

R

A

B

R

A

B