Introduksjon til nettverk teoremer i elektroteknikk

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Teoremer for elektrisk krets er alltid gunstig for å finne spenning og strøm i kretser med flere sløyfer. Disse setningene bruker grunnleggende regler eller formler og grunnleggende ligninger i matematikk for å analysere grunnleggende komponenter i elektrisk eller elektronikk parametere som spenninger, strømmer, motstand og så videre. Disse grunnleggende setningene inkluderer grunnleggende teoremer som superposisjonssetning, Tellegens teorem, Nortons teorem, maksimal kraftoverføringssats og Thevenins teoremer. En annen gruppe nettverkssetninger som mest brukes i kretsanalyseprosessen inkluderer kompensasjonssetningen, substitusjonssetningen, gjensidighetssatsen, Millmans teorem og Millers teorem.

Nettverk teoremer

Alle nettverksteoriene blir kort diskutert nedenfor.




1. Superposisjonssetning

Superposisjonssetningen er en måte å bestemme strømmen og spenningen i en krets som har flere kilder (vurderer en kilde om gangen). Superposisjonssatsen sier at i et lineært nettverk som har et antall spennings- eller strømkilder og motstander, er strømmen gjennom en hvilken som helst gren av nettverket den algebraiske summen av strømmen på grunn av hver av kildene når de handler uavhengig.

Superposisjonssetning

Superposisjonssetning



Superposisjonssetning brukes bare i lineære nettverk. Denne teoremet brukes i både AC- og DC-kretser der det hjelper å konstruere Thevenin og Norton ekvivalent krets.

I figuren ovenfor er kretsen med to spenningskilder delt inn i to individuelle kretser i henhold til denne setningens uttalelse. De enkelte kretsene her får hele kretsen til å se enklere ut på enklere måter. Og ved å kombinere disse to kretsene igjen etter individuell forenkling, kan man enkelt finne parametere som spenningsfall ved hver motstand, nodespenning, strøm osv.

2. Thevenins teorem

Uttalelse: Et lineært nettverk bestående av et antall spenningskilder og motstander kan erstattes av et ekvivalent nettverk som har en enkelt spenningskilde kalt Thevenins spenning (Vthv) og en enkelt motstand kalt (Rthv).


Thevenins teorem

Thevenins teorem

Ovenstående figur forklarer hvordan denne teoremet kan brukes til kretsanalyse. Thevinens spenning beregnes av den gitte formelen mellom terminalene A og B ved å bryte sløyfen ved terminalene A og B. Dessuten beregnes Thevinens motstand eller tilsvarende motstand ved å kortslutte spenningskilder og strømkilder med åpen krets som vist i figuren.

Denne setningen kan brukes på både lineære og bilaterale nettverk. Den brukes hovedsakelig til å måle motstanden med en Wheatstone-bro.

3. Nortons teorem

Denne setningen sier at enhver lineær krets som inneholder flere energikilder og motstander kan erstattes av en enkelt konstantstrømgenerator parallelt med en enkelt motstand.

Nortons teorem

Nortons teorem

Dette er også det samme som Thevinens teorem, der vi finner Thevinens ekvivalente spennings- og motstandsverdier, men her bestemmes nåværende ekvivalente verdier. Prosessen med å finne disse verdiene er vist som gitt i eksemplet i figuren ovenfor.

4. Maksimal kraftoverføringsteori

Denne teoremet forklarer betingelsen for at maksimal kraftoverføring skal belastes under forskjellige kretsforhold. Teoremet sier at kraftoverføringen fra en kilde til en belastning er maksimal i et nettverk når lastmotstanden er lik kildens indre motstand. For vekselstrømskretser bør belastningsimpedansen stemme overens med kildeimpedansen for maksimal kraftoverføring, selv om belastningen fungerer forskjellig maktfaktorer .

Maksimal kraftoverføringsteori

Maksimal kraftoverføringsteori

For eksempel viser figuren ovenfor et kretsskjema der en krets er forenklet opp til et kildenivå med intern motstand ved bruk av Thevenins teorem. Kraftoverføringen vil være maksimal når denne Thevinens-motstanden er lik lastmotstanden. Den praktiske anvendelsen av denne teoremet inkluderer et lydsystem der motstanden til høyttaleren må være tilpasset lydforsterker for å oppnå maksimal effekt.

5. Gjensidighetsteori

Gjensidighetsteorem hjelper deg med å finne den andre tilsvarende løsningen selv uten videre arbeid, når kretsen er analysert for en løsning. Teoremet sier at i et lineært passivt bilateralt nettverk kan eksitasjonskilden og dens tilsvarende respons byttes ut.

Gjensidighetsteori

Gjensidighetsteori

I figuren ovenfor er strømmen i R3-grenen I3 med en enkelt kilde Vs. Hvis denne kilden byttes ut til R3-grenen og kortere kilden til den opprinnelige plasseringen, er strømmen som strømmer fra den opprinnelige plasseringen I1 den samme som den for I3. Slik kan vi finne tilsvarende løsninger for kretsen når kretsen er analysert med en løsning.

6. Kompensasjonsteori

Kompensasjonsteori

Kompensasjonsteori

I ethvert bilateralt aktivt nettverk, hvis mengden impedans endres fra den opprinnelige verdien til en annen verdi som bærer en strøm på I, er de resulterende endringene som oppstår i andre grener de samme som de som ville blitt forårsaket av injeksjonsspenningskilden i den modifiserte grenen med et negativt tegn, dvs. minus spenningsstrøm og endret impedansprodukt. De fire figurene gitt ovenfor viser hvordan denne kompensasjonssetningen er anvendbar i analysen av kretsene.

7. Millmans teori

Millmans teori

Millmans teori

Denne teoremet sier at når et hvilket som helst antall spenningskilder med begrenset indre motstand fungerer parallelt, kan de erstattes med en enkelt spenningskilde med serieekvivalent impedans. Ekvivalent spenning for disse parallelle kildene med interne kilder i Millmans teorem beregnes ved hjelp av nedenstående formel, som er vist i figuren ovenfor.

8. Tellegens teorem

Tellegens teorem

Tellegens teorem

Denne setningen gjelder for kretser med lineære eller ikke-lineære, passive eller aktive og hysteriske eller ikke-hysteriske nettverk. Den sier at summeringen av øyeblikkelig kraft i kretsen med n antall grener er null.

9. Erstatningssetning

Denne teoremet sier at enhver gren i et nettverk kan erstattes av en annen gren uten å forstyrre strømmen og spenningen i hele nettverket, forutsatt at den nye grenen har samme sett med terminalspenninger og strøm som den opprinnelige grenen. Erstatningssetningen kan brukes i både lineære og ikke-lineære kretser.

10. Miller’s Theorem

Miller’s Theorem

Miller’s Theorem

Denne teoremet sier at i en lineær krets hvis en gren eksisterer med impedans Z koblet mellom to noder med nodalspenninger, kan denne grenen erstattes av to grener som forbinder de tilsvarende noder til bakken med to impedanser. Anvendelsen av denne teoremet er ikke bare et effektivt verktøy for å lage en ekvivalent krets, men også et verktøy for å designe modifisert tillegg elektroniske kretser ved impedans.

Dette er alle grunnleggende nettverksteoremer som brukes mye i den elektriske eller elektroniske kretsanalysen. Vi håper at du kanskje har noen grunnleggende ideer om alle disse setningene.

Oppmerksomheten og interessen du har lest denne artikkelen med, er veldig oppmuntrende for oss, og vi forventer derfor dine andre interesser om andre emner, prosjekter og arbeider. Så du kan skrive til oss om tilbakemeldinger, kommentarer og forslag i kommentarfeltet gitt nedenfor.

Fotokreditter