Схемы замещения реальных элементов электрических цепей

Каждый из описанных элементов отражает только одну существенную особенность электромагнитных процессов, имеющих место в реальных элементах электрических цепей. Процессы, протекающие в реальных элементах, существенно сложнее, чем в идеализированных. В частности, в каждом реальном элементе наряду с основным имеют место также другие, так называемые паразитные процессы. Вследствие этого схемы замещения реальных элементов в общем случае состоят из идеализированных элементов различных типов.

На рис. 4.1 в качестве примера приведена схема замещения резистора, в которой наряду с основным элементом (сопротивлением токонесущего слоя R) содержатся паразитные элементы: сопротивление изоляции , индуктивность токонесущего слоя , сопротивление контактов , индуктивность выводов , сопротивление выводов и емкость между выводами .Вид эквивалентной схемы и параметры входящих в нее идеализированных элементов существенным образом зависят от конструкции реального элемента, технологии его изготовления и особенностей применяемых материалов.

Рис. 4.1. Схема замещения резистора

Вместе с тем излишнее усложнение эквивалентных схем существенно увеличивает трудоемкость расчетов, поэтому при исследовании цепей стремятся использовать упрощенные эквивалентные схемы, содержащие минимально допустимое число элементов (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Упрощенные схемы замещения резистора (а), конденсатора (б), индуктивной катушки (в)

Следует отметить, что схемы замещения одного и того элемента могут иметь различный вид в зависимости от используемого диапазона частот (рис. 4.3). Это свойство элементов имеет важное значение для понимания причин образования каналов утечки информации. Например, на довольно низких частотах при невысоких требованиях к точности расчетов эквивалентная схема индуктивной катушки может состоять только из индуктивности и сопротивления, отражающего все виды потерь в ней, а эквивалентная схема резистора может состоять из одного элемента — сопротивления. При исследовании причин образования каналов утечки информации должно быть принято во внимание большее количество факторов и тем более сложный вид будет иметь эквивалентная схема каждого элемента.

Рис. 4.3. Эквивалентная схема конденсатора для низких (а), средних (б) и высоких (в) частот