Модель электрической подсистемы

Электрическая подсистема — этоцепи постоянного или переменного электрического тока, составленные из резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов и источников ЭДС и источников тока. В моделях в качестве фазовых переменных используют токи в ветвях и напряжения на ее участках. Источник фазовой переменной типа потенциала в модели будет источник ЭДС, а переменной типа потока — источник тока.

Компонентные уравнения определяют связи напряжений и токов на элементах цепи. Для электрического резистора справедлив закон Ома и критерий подобия

.

Для собственной индуктивности электрической катушки в соответствии с законом электромагнитной индукции имеем: , где — потокосцепление катушки; — ток в катушке. В линейном случае , . Критерий подобия для собственной индуктивности катушки

.

Напряжение вызвано и определяется ЭДС, индуцированной в катушке переменным током в этой же катушке (ЭДС самоиндукции). Если переменный магнитный поток в катушке создан другим током, то получаем ЭДС взаимной индукции, напряжение которой можно выразить через взаимную индуктивность , где — напряжение, индуцированное в первой катушке магнитным потоком, созданным током во второй катушке, — взаимная индуктивность катушек. Критерий подобия для взаимной индуктивности

.

Переменный магнитный поток может быть создан движущимся намагниченным телом — постоянным магнитом. В этом случае магнитный поток зависит от положения постоянного магнита, а ЭДС от скорости движения.

,

где — потокосцепление катушки с магнитным потоком постоянного магнита; — координата; — скорость движения магнита.

Критерий подобия процесса возникновения ЭДС в катушке от движущегося постоянного магнита

или .

В общем случае в системе неподвижных и подвижных катушек с током и постоянных магнитов результирующая индуцируемая в катушке или отрезке проводника ЭДС вычисляется как полная производная по времени потокосцепления. .

Для электрического конденсатора в соответствии с законом электрической индукции принято соотношение: , где q — заряд конденсатора. Критерий подобия для конденсатора .

Кроме модели с конденсатором, процесс электрической индукции может быть представлен моделью источника тока и критерием подобия .