Конвенциите за генератора и приемника в електрониката; Уроци; Жар на знанието
или как да не се бъркаме вече със знаците
- електронни
Ако сте чували за конвенциите за генератор и приемник, без да разбирате напълно какви са те, този урок е за вас. Ако никога не сте чували за тези концепции, този урок също е за вас.
Конвенциите за генератора и приемника са важно понятие в електрониката, въпреки че сме склонни да го забравяме, след като навиците се утвърдят. Както ще видим в този урок, това е конвенция за знаци, която говори за ориентацията на тока и напрежението.
Без тези конвенции е невъзможно например стриктно да се превеждат понятия като „консумиране или производство на енергия“ или правилно писане на законите, управляващи компонентите, без да се обжалват по-фундаментални физически теории.
Основните понятия в електрониката са необходими, за да се разбере този урок.
Напомняния за напрежение и ток в дипол
Диполът е електронен компонент с два полюса, както подсказва името. С други думи, той има два терминала, с помощта на които ще бъде свързан с останалата част от веригата. По отношение на електрическите величини са достатъчни две неща, за да го опишем: токът, протичащ през него, и напрежението на неговите клеми.
Текущ
Токът съответства на поток от електрически заряди. Като всеки поток, той тече в определена посока, тоест е ориентиран. В дипол ние посочваме посоката на тока чрез малка стрелка, изписана на клона.
Стрелка, показваща тока, протичащ от А до В във всеки дипол.
Тъй като има ориентация, токът има и знак: може да бъде положителен или отрицателен. Положителен ток означава, че положителните заряди се движат по посока на стрелката, която определя посоката на тока. Отрицателният ток означава, че положителните заряди се движат в обратната посока на стрелката.
За даден поток от електрически заряди промяната на посоката на стрелката ще промени само нейния знак, а не физическото явление. Посоката на стрелката не е нищо повече от конвенция на знака, а не диаграма на физическата реалност.
Връзка между течение и неговата противоположност.
Волтаж
Между две точки на електрическа верига можем да определим напрежение. Напрежението между две точки на електрическа верига се обозначава със стрелка.
Стрелка, показваща напрежението u A B u_ u A B, потенциална разлика между B и A, за всеки дипол.
Напрежението съответства на потенциална разлика, електрическият потенциал е величина, която може да бъде свързана с всички възли. Напрежението също има ориентация: това е потенциалът на възела, посочен от стрелката (B) минус този в подножието на стрелката (A).
Тъй като е ориентирано, напрежението има знак: може да бъде положително или отрицателно. Напрежението е положително, когато потенциалът на точка Б е по-голям от този на точка А и в противен случай е отрицателен.
Както при тока, това е признак на знак: промяната на посоката на напрежението не променя потенциалната разлика, която е физически налична. "Върнатото" напрежение ще бъде противоположно на нормалното напрежение.
Връзка между напрежение и противоположно напрежение.
Конвенции за генератора и приемника
Относителна ориентация на напрежението и тока
Видяхме, че и токът, и напрежението са ориентирани. Когато ги дефинираме за дипол, трябва да ориентираме едното спрямо другото. С други думи, трябва да изберем конвенция за относителната посока на стрелките.
Има само две възможности:
- стрелките са в същата посока и се казва, че това е конвенцията на генератора;
- стрелките са в противоположни посоки и се казва, че това е конвенцията на приемника.
Конвенции и закони за компонентите
Вероятно вече сте запознати със законите на общите компоненти:
Тези уравнения са верни само в конвенция за приемника ! Точното писане на законите зависи от конвенцията, избрана за определяне на тока и напрежението.
Във всеки правилен курс по електроника въвеждането на тези закони се придружава от диаграма, показваща относителната посока на тока и напрежението. Обикновено тези диаграми рисуват ток и напрежение в противоположни посоки. Дори и да не е изрично казано, всъщност се използва конвенцията за приемника.
Промяната на конвенцията в тези закони променя знака. Например, при напрежение и ток, определени в конвенцията на генератора, законът на Ом става u = - R i u = - Ri u = - R i. Имаме подобна промяна на капацитета и индуктивността.
Липса на връзка със закона за окото и закона за възлите
Нека кажем ясно: няма връзка между конвенциите на генератора и приемника и законите за мрежи и възли. Тези два закона абсолютно не зависят от конвенциите, приети за описване на различните диполи на веригата.