Ekvivalentní modely obvodů

návrháři často používají matematické modely k předpovědi, jak se budou chovat mechanické a elektrické systémy. Podrobnosti vyjádřené těmito modely, jako významné číslice v rovnici, jdou pouze tak hluboko, jak vyžaduje analýza. Určení, jak zařízení převést točivý moment, například, je spokojen s jednoduchý model, obvykle jen dva parametry (převodový poměr a účinnost). Předpovídání toho, jak se zařízení bude chovat ve stresu, na druhé straně vyžaduje složitější model, obvykle s rozlišením konečných prvků.

v elektrické doméně se modely řídí podobným pořadím. Model pohonu střídavého motoru, například, nemusí zahrnovat každou poslední součást, aby předpověděl, jak proudový a napěťový výstup napájí zamýšlené zatížení. Ve skutečnosti vše, co je potřeba, je jediný zdroj napětí nebo proudu a ekvivalentní odpor-jednoduchá kombinace, která může představovat mnoho složitých vícezdrojových obvodů.

superpozice

jedním z nejvýkonnějších nástrojů při modelování elektrických obvodů je superpozice. Princip, který se vztahuje na jakýkoli lineární systém sestávající z více zdrojů energie, Umožňuje nezávisle analyzovat účinek každého zdroje. Součet účinků jednotlivých zdrojů pracujících Samostatně vytváří čistý účinek všech zdrojů působících společně. Podmínka linearity jednoduše znamená, že všechny proměnné v systému jsou úměrně souvisí (žádné exponenty, pravomoci, nebo kořeny).

izolace zdrojů energie v elektrickém obvodu se provádí “vypnutím” všech nezávislých zdrojů napětí a proudu kromě těch, které jsou předmětem zájmu. Všechny zdroje proudu jsou nahrazeny otevřenými obvody (představujícími nulový proud), zatímco všechny zdroje napětí jsou nahrazeny zkratem (nulové napětí). Se všemi zdroji “odstraněny”, zbývající komponenty v obvodu jsou snadněji zjednodušeny na kombinace série / paralelní impedance.

Thevenin věta

Thevenin je věta, na základě superpozice, snižuje lineární obvody ekvivalentní modely skládající se ze zdroje napětí v sérii s rezistorem. Jejich ekvivalenty jsou užitečné při analýze energetických systémů a dalších obvodů, kde se může měnit odpor zátěže. Chcete-li najít Obvodvenin zdroj napětí vT, vyměňte zátěžový odpor za otevřený obvod. Napětí VOC s otevřeným obvodem je jednoduše vT, protože žádné napětí neklesá přes RT, když i = 0. Chcete-li najít ekvivalentní odpor RT, odstraňte všechny zdroje energie a vypočítejte celkový odpor napříč svorkami zatížení.

Nortonův teorém

Norton věta, týkající se Thevenin, uvádí, že složitý lineární obvod lze snížit na ekvivalentní zdroj proudu a paralelní odpor. Toto je duál věty, kde se místo napětí rovnice zaměřují na současné vztahy. Jako takový, prvním krokem je nalezení zdrojového proudu nahrazením zátěže krátkým a výpočtem proudu skrz něj. Zde v = iSC, protože zdrojový proud je odkloněn zkratovou zátěží. Chcete-li najít ekvivalentní odpor RN, odstraňte všechny zdroje energie a vypočítejte celkový odpor při zátěži.