Ækvivalente kredsløbsmodeller
designere bruger ofte matematiske modeller til at forudsige, hvordan mekaniske og elektriske systemer vil opføre sig. Detaljerne udtrykt af disse modeller, som signifikante cifre i en ligning, går kun så dybt som analysen kræver. At bestemme, hvordan Gear konverterer drejningsmoment, er for eksempel tilfreds med en simpel model, normalt kun to parametre (gearforhold og effektivitet). Forudsigelse af, hvordan et gear vil opføre sig under stress, kræver på den anden side en mere kompleks model, typisk med endelig elementopløsning.
i det elektriske domæne følger modeller en lignende rækkefølge. Modellen af et ac-motordrev, for eksempel, behøver ikke at inkludere hver sidste komponent for at forudsige, hvordan strøm-og spændingsudgangen vil drive den tilsigtede belastning. Faktisk er alt, hvad der er nødvendigt, en enkelt spænding eller strømkilde og en tilsvarende modstand — en simpel kombination, der kan repræsentere mange komplekse multi-source kredsløb.
Superposition
et af de mest kraftfulde værktøjer ved modellering af elektriske kredsløb er superposition. Princippet, der gælder for ethvert lineært system bestående af flere energikilder, gør det muligt at analysere effekten af hver kilde uafhængigt. Summen af virkningerne af de enkelte kilder, der arbejder alene, producerer nettoeffekten af alle kilder, der handler sammen. Tilstanden for linearitet betyder simpelthen, at alle variabler i systemet er proportionalt relaterede (ingen eksponenter, kræfter eller rødder).
isolering af strømkilder i et elektrisk kredsløb opnås ved at “slukke” alle uafhængige spændings-og strømkilder undtagen den af interesse. Alle strømkilder erstattes med åbne kredsløb (repræsenterer nulstrøm), mens alle spændingskilder erstattes af kortslutninger (nulspænding). Med alle kilder “fjernet” forenkles de resterende komponenter i kredsløbet lettere til Serie/parallel impedanskombinationer.
Thevenins sætning
Thevenins sætning, baseret på superposition, reducerer lineære kredsløb til ækvivalente modeller bestående af en spændingskilde i serie med en modstand. Thevenins ækvivalenter er nyttige ved analyse af elsystemer og andre kredsløb, hvor belastningsmodstanden kan ændre sig. For at finde et kredsløbs Thevenin-kildespænding vT skal du udskifte belastningsmodstanden med et åbent kredsløb. Den åbne kredsløbsspænding vOC er simpelthen vT, fordi ingen spænding falder over RT, når jeg = 0. For at finde Thevenin-ækvivalent modstand RT skal du fjerne alle strømkilder og beregne den samlede modstand på tværs af belastningsterminalerne.
Nortons sætning
Nortons sætning, relateret til Thevenins, siger, at et komplekst lineært kredsløb kan reducere til en ækvivalent strømkilde og parallel modstand. Dette er dual of Thevenins sætning, hvor ligninger i stedet for spænding fokuserer på aktuelle forhold. Som sådan, det første trin er at finde kildestrømmen ved at erstatte belastningen med en kort og beregne strøm gennem den. Her, i = iSC, fordi kildestrømmen omdirigeres gennem kortslutningsbelastningen. For at finde den tilsvarende modstand RN skal du fjerne alle strømkilder og beregne den samlede modstand ved belastningen.
