Основы теории цепей
Основы теории цепей
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЗДАНИЮВВЕДЕНИЕ Раздел первый.  ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ1-1. Элементы электрических цепей и электрических схем 1-2. Эквивалентные схемы для источников энергии 1-3. Закон Ома для участка цепи с э. д. с. 1-4. Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи 1-5. Баланс мощностей для простейшей неразветвленной цепи 1-6. Применение законов Кирхгофа для расчета разветвленных цепей 1-7. Метод узловых потенциалов 1-8. Метод контурных токов 1-9. Уравнения состояния цепи в матричной форме 1-10. Преобразование линейных электрических схем Глава вторая. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ 2-2. Свойство взаимности 2-3. Входные и взаимные проводимости и сопротивления ветвей; коэффициенты передачи напряжений и токов 2-4. Применение топологических методов для расчета цепей 2-5. Топологические формулы и правила для определения передачи электрической цепи 2-6. Теорема о компенсации 2-7.  Линейные соотношения между напряжениями и токами2-8. Теорема о взаимных приращениях токов и напряжений 2-9. Общие замечания о двухполюсниках 2-10. Теорема об активном двухполюснике и ее применение для расчета разветвленных цепей 2-11. Передача энергии от активного двухполюсника к пассивному Глава третья. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА 3-2. Понятие о генераторах переменного тока 3-3. Синусоидальный ток 3-4. Действующие ток, э. д. с. и напряжение 3-5. Изображение синусоидальных функций времени векторами и комплексными числами 3-6. Сложение синусоидальных функций времени 3-7. Электрическая цепь и ее схема 3-8. Ток и напряжения при последовательном соединении сопротивления, Индуктивности и емкости 3-10. Разность фаз напряжения и тока 3-11. Напряжение и токи при параллельном соединении сопротивления, индуктивности и емкости 3-12. Проводимости 3-13. Пассивный двухполюсник 3-14. Мощности 3-15.  Мощности в сопротивлении, индуктивности и емкости3-16. Баланс мощностей 3-17. Знаки мощностей и направление передачи энергии 3-18. Определение параметров пассивного двухполюсника при помощи амперметра, вольтметра и ваттметра 3-19. Условия передачи максимальной мощности от источника энергии к приемнику 3-20. Понятие о поверхностном эффекте и эффекте близости 3-21. Параметры и эквивалентные схемы конденсаторов 3-22. Параметры и эквивалентные схемы индуктивных катушек и резисторов Глава четвертая. РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ТОКАХ 4-1. О применимости методов расчета цепей постоянного тока к расчетам цепей синусоидального тока 4-2. Последовательное соединение приемников 4-3. Параллельное соединение приемников 4-4. Смешанное соединение приемников 4-5. Сложные разветвленные цепи 4-6. Топографические диаграммы 4-7. Дуальность электрических цепей 4-8. Сигнальные графы и их применение для расчета цепей Глава пятая. РЕЗОНАНС В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ 5-2.  Частотные характеристики неразветвленной цепи5-3. Резонанс в цепи с двумя параллельными ветвями 5-4. Частотные характеристики параллельного контура 5-5. Понятие о резонансе в сложных цепях Глава шестая. ЦЕПИ С ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТЬЮ 6-2. Электродвижущая сила взаимной индукции 6-3. Последовательное соединение индуктивно связанных элементов цепи 6-4. Параллельное соединение индуктивно связанных элементов цепи 6-5. Расчеты разветвленных цепей при наличии взаимной индуктивности 6-7. Передача энергии между индуктивно связанными элементами цепи 6-8. Трансформатор без стального сердечника (воздушный трансформатор) Глава седьмая. КРУГОВЫЕ ДИАГРАММЫ 7-1. Комплексные уравнения прямой и окружности 7-2. Круговые диаграммы для неразветвленной цепи и для активного двухполюсника 7-3. Круговые диаграммы для любой разветвленной цепи Глава восьмая. МНОГОПОЛЮСНИКИ И ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ 8-1.  Четырехполюсники и их основные уравнения8-2. Определение коэффициентов четырехполюсников 8-3. Режим четырехполюсника при нагрузке 8-4. Эквивалентные схемы четырехполюсников 8-5. Основные уравнения и эквивалентные схемы для активного четырехполюсника 8-6. Идеальный трансформатор как четырехполюсник 8-7. Эквивалентные схемы с идеальными трансформаторами для четырехполюсника 8-8. Эквивалентные схемы трансформатора со стальным магнитопроводом 8-9. Расчеты электрических цепей с трансформаторами 8-10. Графы пассивных четырехполюсников и их простейшие соединения Глава девятая. ЦЕПИ С ЭЛЕКТРОННЫМИ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРИБОРАМИ В ЛИНЕЙНОМ РЕЖИМЕ 9-2. Эквивалентные схемы лампового триода 9-3. Транзисторы (полупроводниковые триоды) 9-4. Эквивалентные схемы транзисторов 9-5. Простейшие электрические цепи с невзаимными элементами и их направленные графы Глава десятая. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ 10-2. Соединения звездой и многоугольником 10-3.  Симметричный режим трехфазной цепи10-4. Некоторые свойства трехфазных цепей с различными схемами соединений 10-5. Расчет симметричных режимов трехфазных цепей 10-6. Расчет несимметричных режимов трехфазных цепей со статической нагрузкой 10-8. Эквивалентные схемы трехфазных линий 10-9. Измерение мощности в трехфазных цепях 10-10. Вращающееся магнитное поле 10-11. Принципы действия асинхронного и синхронного двигателей Глава одиннадцатая. МЕТОД СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ 11-2. Некоторые свойства трехфазных цепей в отношении симметричных составляющих токов и напряжений 11-3. Сопротивления симметричной трехфазной цепи для токов различных последовательностей 11-4. Определение токов в симметричной цепи 11-5. Симметричные составляющие напряжений и токов в несимметричной трехфазной цепи 11-6. Расчет цепи с несимметричной нагрузкой 11-7. Расчет цепи с несимметричным участком в линии Глава двенадцатая.  НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЕ ТОКИ12-2. Разложение периодической несинусоидальной кривой в тригонометрический ряд 12-3. Максимальные, действующие и средние значения несинусоидальных периодических э. д. с., напряжений и токов 12-4. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидальных периодических кривых 12-5. Несинусоидальные кривые с периодической огибающей 12-6. Действующие значения э. д. с., напряжений и токов с периодическими огибающими 12-7. Расчет цепей с несинусоидальными периодическими э. д. с. и токами 12-8. Резонанс при несинусоидальных э. д. с. и токах 12-9. Мощность периодических несинусоидальных токов 12-10. Высшие гармоники в трехфазных цепях Глава тринадцатая. КЛАССИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ 13-2. Переходный, принужденный и свободный процессы 13-3. Короткое замыкание цепи r, L 13-4. Включение цепи r, L на постоянное напряжение 13-5. Включение цепи r, L на синусоидальное напряжение 13-6. Короткое замыкание цепи r, С 13-7.  13-8. Включение цепи r, С на синусоидальное напряжение 13-9. Переходные процессы в неразветвленной цепи r, С 13-10. Апериодический разряд конденсатора 13-11. Предельный случай апериодического разряда конденсатора 13-12. Периодический (колебательный) разряд конденсатора 13-13. Включение цепи r, С на постоянное напряжение 13-14. Общий случай расчета переходных процессов классическим методом 13-15. Включение пассивного двухполюсника на непрерывно изменяющееся напряжение (формула или интеграл Дюамеля) 13-16. Включение пассивного двухполюсника на напряжение любой формы 13-17. Временная и импульсная переходные характеристики 13-18. Запись теоремы свертки при помощи импульсной переходной характеристики 13-19. Переходные процессы при скачках токов в индуктивностях и напряжений на конденсаторах 13-20. Определение переходного процесса и установившегося режима при воздействии периодических импульсов напряжения или тока Глава четырнадцатая.  ОПЕРАТОРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ14-2. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме 14-3. Эквивалентные операторные схемы 14-4. Переходные процессы в цепях с взаимной индуктивностью 14-5. Сведение расчетов переходных процессов к нулевым начальным условиям 14-6. Определение свободных токов по их изображениям 14-7. Формулы включения 14-8. Расчет переходных процессов методом переменных состояния 14-9. Определение принужденного режима цепи при воздействии на нее периодического несинусоидального напряжения Глава пятнадцатая. ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ 15-2. Законы Ома и Кирхгофа и эквивалентные схемы для частотных спектров 15-3. Приближенный метод определения оригинала по вещественной частотной характеристике (метод трапеций) 15-5. Сравнение различных методов расчета переходных процессов в линейных электрических цепях Глава шестнадцатая. ЦЕПНЫЕ СХЕМЫ И ЧАСТОТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 16-2.  Характеристическое сопротивление и постоянная передачи симметричного четырехполюсника16-3. Вносимая и рабочая постоянные передачи 16-4. Цепные схемы 16-5. Частотные электрические фильтры 16-6. Низкочастотные фильтры 16-8. Полосные фильтры 16-11. Г-образный фильтр как пример несимметричного фильтра 16-12. Безындукционные (или r, C) фильтры Глава семнадцатая. СИНТЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 17-2. Передаточная функция четырехполюсника. Цепи минимальной фазы 17-3. Входные функции цепей. Положительные вещественные функции 17-4. Реактивные двухполюсники 17-5. Частотные характеристики реактивных двухполюсников 17-6. Синтез реактивных двухполюсников. Метод Фостера 17-7. Синтез реактивных двухполюсников. Метод Кауэра 17-8. Синтез двухполюсников с потерями. Метод Фостера 17-9. Синтез двухполюсников с потерями. Метод Кауэра 17-10. Понятие о синтезе четырехполюсников Раздел второй. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ Глава восемнадцатая.  ГАРМОНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ18-2. Уравнения однородной линии 18-3. Установившийся режим в однородной линии 18-4. Уравнения однородной линии с гиперболическими функциями 18-5. Характеристики однородной линии 18-6. Входное сопротивление линии 18-7. Коэффициент отражения волны 18-8. Согласованная нагрузка линии 18-9. Линия без искажений 18-10. Холостой ход, короткое замыкание и нагрузочный режим линии с потерями 18-11. Линии без потерь 18-12. Стоячие волны 18-13. Линия как четырехполюсник Глава девятнадцатая. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ 19-2. Общее решение уравнений однородной линии 19-3. Возникновение волн с прямоугольным фронтом 19-4. Общие случаи нахождения волн, возникающих при переключениях 19-5. Отражение волны с прямоугольным фронтом от конца линии 19-6. Общий метод определения отраженных волн 19-7. Качественное рассмотрение переходных процессов в линиях, содержащих сосредоточенные емкости и индуктивности 19-8.  Многократные отражения волн с прямоугольным фронтом от активного сопротивления19-9. Блуждающие волны Раздел III. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ Глава двадцатая. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ 20-2. Графический метод расчета неразветвленных цепей с нелинейными элементами 20-3. Графический метод расчета цепей с параллельным соединением нелинейных элементов 20-4. Графический метод расчета цепей со смешанным соединением нелинейных и линейных элементов 20-5. Применение эквивалентных схем с источниками э. д. с. для исследования режима нелинейных цепей 20-6. Вольт-амперные характеристики нелинейных активных двухполюсников 20-7. Примеры расчета разветвленных электрических цепей с нелинейными элементами 20-8. Применение теории активных двухполюсника, четырехполюсника и шестиполюсника для расчета цепей с линейными и нелинейными элементами 20-9. Расчет разветвленных нелинейных цепей итерационным методом (методом последовательных приближений) Глава двадцать первая.  МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ТОКАХ21-2. Расчет неразветвленных магнитных цепей 21-3. Расчет разветвленных магнитных цепей 21-4. Расчет магнитной цепи кольцевого постоянного магнита с воздушным зазором 21-5. Расчет неразветвленной неоднородной магнитной цепи с постоянным магнитом Глава двадцать вторая. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА 22-1. Нелинейные двухполюсники и четырехполюсники при переменных токах 22-2. Определение рабочих точек на характеристиках нелинейных двухполюсников и четырехполюсников 22-3. Явления в нелинейных цепях переменного тока 22-4. Методы расчета нелинейных цепей переменного тока Глава двадцать третья. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ИСТОЧНИКАМИ Э. Д. С. И ТОКА ОДИНАКОВОЙ ЧАСТОТЫ 23-2. Форма кривой тока в цепи с вентилями 23-3. Простейшие выпрямители 23-4. Формы кривых тока и напряжения в цепях с нелинейными реактивными сопротивлениями 23-5. Утроители частоты 23-6. Формы кривых тока и напряжения в цепях с терморезисторами 23-7.  Замена реальных нелинейных элементов условно-нелинейными23-8. Учет реальных свойств стальных магнитопроводов 23-9. Расчет тока в катушке со стальным магнитопроводом 23-10. Понятие о расчете условно-нелинейных магнитных цепей 23-11. Явление феррорезонанса 23-12. Стабилизаторы напряжения Глава двадцать четвертая. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ИСТОЧНИКАМИ Э. Д. С. И ТОКА РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТОТ 24-1. Общая характеристика нелинейных цепей с источниками э. д. с. различных частот 24-2. Вентили в цепях с постоянными и переменными э. д. с. 24-3. Управляемые вентили в простейших выпрямителях и преобразователях постоянного тока в переменный 24-4. Катушки со стальными магнитопроводами в цепях с постоянными и переменными э. д. с. 24-5. Удвоитель частоты 24-6. Метод гармонического баланса 24-7. Влияние постоянной э. д. с. на переменную составляющую тока в цепях с нелинейными безынерционными сопротивлениядли 24-8. Принцип получения модулированных колебаний 24-9.  Влияние постоянной составляющей на переменную в цепях с нелинейными индуктивностями24-10. Магнитные усилители мощности Глава двадцать пятая. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ 25-2. Включение катушки со стальным магнитопроводом на постоянное напряжение 25-3. Включение катушки со стальным магнитопроводом на синусоидальное напряжение 25-4. Импульсное воздействие в цепях с неоднозначными нелинейностями 25-5. Понятие о простейших запоминающих устройствах 25-6. Изображение переходных процессов на фазовой плоскости 25-7. Колебательный разряд емкости через нелинейную индуктивность Глава двадцать шестая. АВТОКОЛЕБАНИЯ 26-1. Нелинейные резисторы со спадающим участком характеристики 26-2. Понятие об устойчивости режима в цепи с нелинейными резисторами 26-3. Релаксационные колебания в цепи с отрицательным сопротивлением 26-4. Близкие к синусоидальным колебания в цепи с отрицательным сопротивлением 26-5. Фазовые траектории процессов в цепи с отрицательным сопротивлением 26-6.  Фазовые траектории процессов в генераторе синусоидальных колебаний26-7. Определение амплитуды автоколебаний методом гармонического баланса Приложение 1. Разложение периодических функций в тригонометрический ряд Приложение 2. Таблица оригиналов и изображений (по Лапласу) Приложение 3. Таблица функций и их частных спектров Приложение 4. Таблица функций для трапеций СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ |
Технология (трудовое обучение) — 5 класс. Технология (трудовое обучение). Контроль знаний. Электротехнические работы/
Технология (трудовое обучение)
3
занятия
02:00
длительность
5
тестов
1888
- Учебный план
- Отзывы ( 0 )
- Вопросы и ответы ( 0 )
1. Источники, изоляторы и проводники электрической энергии.
|
Длительность: 4 минуты |
|---|---|
|
1.1
Источники электричества
Найти условное обозначение гальванического элемента. |
Тест |
|
1.2
Проводники электричества.
Источники, приемники и провдники электричества. |
Тест |
3. Электрические цепи осветительных приборов в доме
|
Длительность: 3 минут |
|---|---|
|
3.1
Ёлочная гирлянда
Элементарные расчеты последовательной цепи с лампочками. |
Тест |
|
3.2
Схемы осветительных приборов в вашем доме.
Принципиальная схема простейшей ёлочной гирлянды. Схема параллельного соединения ламп в люстре. Схема независимого включения ламп из двух разных мест. |
Видео |
Пока в этом курсе не задано ни одного вопроса
Задать вопрос
Описание курса
Контрольный срез по теме: Источники, изоляторы и проводники электрической энергии.
Проверочный тест: Источники электричества; Условные обозначения источников на электрических схемах; материалы проводящие электрический ток; приемники (потребители электрической энергии).
Контрольный срез по теме: Электрическая цепь. Электрическая схема.
Проверочный тест: Электрическая цепь. электрическая схема.
Определение отличий электрической цепи от электрической схемы; применение простейшей электрической схемы с лампочкой и выключателем; способы соединения лампочек в электрических цепях освещения.
Контрольная работа. Электрические цепи осветительных приборов.
Схема ёлочной гирлянды; схема подключения люстры; схема независимого включения ламп из двух разных мест.
Проверочный тест: принципиальная схема ёлочнй гирлянды. Элементарные расчеты последовательной цепи с лампочками.
Что будет изучено
Контроль знаний по темам: Источники, изоляторы и проводники электрической энергии; Электрическая цепь электрическая схема; Приемники (потребители электрической энергии).
Определение отличий электрической цепи от электрической схемы; применение простейшей электрической схемы с лампочкой и выключателем; способы соединения лампочек в электрических цепях освещения.
Контрольная работа. Электрические цепи осветительных приборов. Схема ёлочной гирлянды; схема подключения люстры; схема независимого включения ламп из двух разных мест.
принципиальная схема ёлочнй гирлянды. Элементарные расчеты последовательной цепи с лампочками.
Данный вид занятий можно использовать как зачетный или обобщающий — контрольный срез на этапе завершения изучения материала в разделе технология «Электротехнические работы 5 класс». В 8 классе в разделе «Электро и радио технологии»,для восстановления опорных знаний.
Требования к обучаемому
Данный курс рассчитан на учащихся 5 классов общеобразовательной школы, изучающих предмет технология. Зачетная контрольная работа раздел «Электротехнические работы».
Для выполнения данного вида контрольных работ учащийся должен пройти теоретическую и практическую подготовку по вышеуказанному разделу школьного предмета технология.
Знать условные обозначения на электрических схемах; уметь собирать простейшие электрические схемы с лампочками, выключателями, источниками электрического питания; знать основные способы соединения потребителей электрической энергии; уметь пользоваться электро конструкторами и программным обеспечением Crocodile Clips, в частности Crocodile Technology или программами для электроконструирования на русском языке (Начала Электроники).
Узнайте, как подключать простые электрические цепи
Название *
ИмяПервый
Первый
Последние
Последние
Название школы *
Адрес *
АдресАдрес
Адрес
Город
Город
Штат/провинция
Штат/провинция
Почтовый индекс
Почтовый индекс
Страна Афганистан Аландские острова Албания Алжир американское Самоа Андорра Ангола Ангилья Антарктида Антигуа и Барбуда Аргентина Армения Аруба Австралия Австрия Азербайджан Багамы Бахрейн Бангладеш Барбадос Беларусь Бельгия Белиз Бенин Бермуды Бутан Боливия Бонайре, Синт-Эстатиус и Саба Босния и Герцеговина Ботсвана Остров Буве Бразилия Британская территория Индийского океана Бруней Болгария Буркина-Фасо Бурунди Берег Слоновой Кости Камбоджа Камерун Канада Кабо-Верде Каймановы острова Центрально-Африканская Республика Чад Чили Китай Остров Рождества Кокосовые (Килинг) острова Колумбия Коморы Конго Острова Кука Коста-Рика Хорватия Куба Кюрасао Кипр Чешская Республика Дания Джибути Доминика Доминиканская Республика Восточный Тимор Эквадор Египет Сальвадор Экваториальная Гвинея Эритрея Эстония Эфиопия Фолклендские (Мальвинские) острова Фарерские острова Фиджи Финляндия Франция Французская Гвиана Французская Полинезия Южные Французские Территории Габон Гамбия Грузия Германия Гана Гибралтар Греция Гренландия Гренада Гваделупа Гуам Гватемала Гернси Гвинея Гвинея-Бисау Гайана Гаити Остров Херд и острова Макдональдс Святой Престол Гондурас Гонконг Венгрия Исландия Индия Индонезия Иран Ирак Ирландия Остров Мэн Израиль Италия Ямайка Япония Джерси Иордания Казахстан Кения Кирибати Косово Кувейт Кыргызстан Лаос Латвия Ливан Лесото Либерия Ливия Лихтенштейн Литва Люксембург Макао Македония Мадагаскар Малави Малайзия Мальдивы Мали Мальта Маршалловы острова Мартиника Мавритания Маврикий Майотта Мексика Микронезия Молдова Монако Монголия Черногория Монтсеррат Марокко Мозамбик Мьянма Намибия Науру Непал Нидерланды Новая Каледония Новая Зеландия Никарагуа Нигер Нигерия Ниуэ Остров Норфолк Северная Корея Северные Марианские острова Норвегия Оман Пакистан Палау Палестина Панама Папуа — Новая Гвинея Парагвай Перу Филиппины Питкэрн Польша Португалия Пуэрто-Рико Катар Воссоединение Румыния Россия Руанда Сен-Бартельми Остров Святой Елены, Вознесение и Тристан-да-Кунья Сент-Китс и Невис Санкт-Люсия Сен-Мартен (французская часть) Сен-Пьер и Микелон Святой Винсент и Гренадины Самоа Сан-Марино Сан-Томе и Принсипи Саудовская Аравия Сенегал Сербия Сейшелы Сьерра-Леоне Сингапур Синт-Мартен (голландская часть) Словакия Словения Соломоновы острова Сомали Южная Африка Южная Георгия и Южные Сандвичевы острова Южная Корея южный Судан Испания Шри-Ланка Судан Суринам Шпицберген и Ян-Майен Свазиленд Швеция Швейцария Сирия Тайвань Таджикистан Танзания Таиланд Тимор-Лешти Идти Токелау Тонга Тринидад и Тобаго Тунис Турция Туркменистан острова Теркс и Кайкос Тувалу Уганда Украина Объединенные Арабские Эмираты Великобритания Соединенные Штаты Малые отдаленные острова США Уругвай Узбекистан Вануату Ватикан Венесуэла Вьетнам Виргинские острова, Британские Виргинские острова, США Уоллис и Футуна Западная Сахара Йемен Замбия Зимбабве
Страна
Электронная почта *
Телефон *
Библиотека дистанционного обучения
Библиотека дистанционного обучения средней школы
Библиотека дистанционного обучения средней школы
Курсы средней школы
Изучение STEM
Проектирование с помощью STEM
Изучение навыков STEM
Курсы средней школы
Введение в инженерию
Принципы инженерии
reCAPTCHA
Если вы человек, оставьте это поле пустым.
Как анализировать схемы. Основы схем
Прежде чем мы углубимся в обсуждение анализа схем, давайте сначала определим схему или электронную схему.
Электронная схема представляет собой систему, состоящую из электронных компонентов, таких как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды и многих других, соединенных проводами, по которым может протекать электрический ток. Создание схем — это использование электричества для создания полезных устройств для нашей повседневной жизни.
Итак, что такое анализ цепи? Это математический анализ электрической или электронной цепи. Это процесс изучения и анализа электрических величин посредством расчетов. С помощью этого анализа мы можем найти неизвестные элементы цепи, такие как напряжение, ток, сопротивление, импеданс, мощность и т. д., по ее компоненту. При анализе цепей нам необходимо понимать электрические величины, отношения, теоремы и некоторые основные законы.
Есть два основных закона, которые нам необходимо усвоить для анализа цепей.
Это основные сетевые законы, а именно: (1) KCL или закон тока Кирхгофа и (2) KVL или закон напряжения Кирхгофа.
Что такое KCL?
Текущий закон Кирхгофа (KCL) также известен как первый закон Кирхгофа, правило точек Кирхгофа или правило пересечения Кирхгофа (или узловое правило). Это один из фундаментальных законов, используемых для анализа цепей. В нем указано, что общий ток t , входящий в соединение или узел, равен току, выходящему из узла, поскольку в узле ток не теряется. Другими словами, KCL утверждает, что алгебраическая сумма всех токов, входящих и исходящих из узла, должна быть равна нулю . Густав Кирхгоф основывал свою идею на законе сохранения заряда.
Математически это может быть выражено как:
Поскольку KCL также называется узловым правилом, мы можем связать его с анализом узлового напряжения. Мы можем выполнить узловой анализ с помощью KCL. Узловой анализ или метод анализа узлового напряжения определяет напряжение (разность потенциалов) между «узлами» в электрической цепи с точки зрения токов ветвей.
Метод анализа узловых напряжений решает неизвестные напряжения в узлах схемы с помощью системы уравнений KCL.
Как использовать анализ узлового напряжения
Для иллюстрации рассмотрим схему ниже.
Во-первых, давайте вспомним Текущий закон Кирхгофа, который может быть выражен как:
Из рисунка видно, что есть два узла, V1 и V2. Напомним, что узел — это место, где соединены две или более ветвей. Эти узлы представляют собой неизвестные напряжения узлов, которые нам нужно найти. Ниже схемы находится эталонный узел, где нулевое напряжение. Для каждого узла должно быть уравнение. Поскольку у нас есть два узла, нам понадобятся два уравнения.
Чтобы применить KCL к V 1 и V 2 , нам нужно знать направления каждого тока. Но сначала нам нужно обратиться к источникам.
Для источника питания 20 В обратите внимание, что ток выходит из положительной клеммы и идет к V 1 . Для источника тока мы уже знаем его текущее направление на основе символа на схеме; ток идет к V 2 .
Помните, что ток течет от высокого потенциала к низкому, а опорный узел имеет 0 В. Следовательно, мы можем сказать, что это низкий потенциал, что означает, что ток течет от V1 и V2 к эталонному узлу.
Теперь для тока в ответвлении с резистором 4 Ом мы можем просто предположить, что ток течет от V 1 до V 2 .
Чтобы получить уравнения тока для каждого элемента, нам нужно применить закон Ома, который гласит, что ток равен разнице между высоким и низким потенциалом, деленной на сопротивление. Это выражается как:
Чтобы упростить задачу, нам нужно назначить полярность резисторам в соответствии с направлением тока. Нам также нужно назначить токи, протекающие по каждой ветви:
i 1 = ветвь резистора 2 Ом
i 2 = ветвь резистора 4 Ом
i 3 = ветвь резистора 10 Ом
i 4 = ветвь резистора 20 Ом3 применит KCL к каждому узлу. Выразите каждый ток через V 1 и V 2 , используя закон Ома.
Затем мы можем написать узловые уравнения. А так как у нас два узла, то нужно написать два уравнения. Для простоты предположим, что токи, входящие в узел, положительны, а токи, выходящие из узла, отрицательны.
@node 1 or V 1 : i 1 – i 3 – i 2 = 0
@node 2 or V 2 : i 2 – i 4 + 4 = 0
Выразив эти два уравнения через V 1 и V 2 , мы получим:
@узел 1,
@узел 2,
два неизвестных, мы можем начать решать.
Для первого уравнения упростите:
Для второго уравнения упростите:
Примените сокращение для двух уравнений.
Подставьте значение в любое из двух уравнений, чтобы получить V 2 .
Для проверки:
Теперь, когда у нас есть значения V 1 и V 2 , мы можем найти ток, протекающий по каждой ветви.
Что такое КВЛ?
Вторым фундаментальным законом анализа цепей является закон Кирхгофа о напряжении или KVL. Это также называется вторым законом Кирхгофа или правилом петли (или сетки) Кирхгофа. КВЛ утверждает, что направленная сумма разностей потенциалов (напряжений) вокруг любого замкнутого контура равна нулю . Проще говоря, он говорит, что алгебраическая сумма всех напряжений в контуре должна быть равна нулю .
Математически это может быть выражено как:
Поскольку KVL также называется правилом сетки, мы можем связать его с текущим анализом сетки. Мы можем выполнить анализ сетки с помощью KVL.
Анализ сетки или анализ тока сетки используется для решения схемы с меньшим количеством неизвестных переменных и меньшим количеством одновременных уравнений. Это особенно полезно, если вам нужно решить ее без калькулятора. Это хорошо организованный метод решения схемы, но для анализа сети с помощью анализа сетки нам необходимо выполнить определенные условия.
Анализ сетки применим только к схемам или сетям планировщика, которые проще и не имеют перекрестных проводов.
Как использовать анализ тока сетки
Сетка — это один замкнутый контур, указанный в цепи. Чтобы проиллюстрировать анализ тока сетки, давайте рассмотрим схему ниже.
Вспоминая KVL, мы выражаем его в следующем уравнении:
Из рисунка видно, что две сетки назначены как сетка 1 и сетка 2. . Напряжение, возникающее от положительного (+) к отрицательному (-), является положительным, а напряжение, возникающее от отрицательного (-) к положительному (+), является отрицательным.
Теперь давайте назначим потоки сетки в каждой сетке. Для сетки 1 у нас есть i 1 , а для сетки 2 у нас есть i 2 .
Затем смотрим текущее направление в каждой ветке.
Затем примените KVL к каждому из мешей. А так как в КВЛ сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю, то нужно найти напряжение на каждом элементе. Мы будем использовать закон Ома: V=IR.
Итак, если у нас есть резистор 1 Ом, по закону Ома напряжение равно 2i 1 . Для ветки с резистором 6 Ом напряжение находится между сеткой 1 и сеткой 2. Мы должны назначить ток i 3 для филиала.
Глядя на узел, мы имеем:
Применяя KCL, мы можем получить i 3 через i 1 и i 2 по:
Затем мы можем написать уравнения сетки.
@mesh 1 или I 1 :
@mesh 2 или I 2 :
, выразив I 3 с использованием I 1 и I 2 , у нас:
два уравнения для двух сеток, мы можем начать решать.
Подставив i 2 в уравнение 1, мы получим:
Для проверки подставим полученные значения в любое из двух уравнений сетки.
Теперь, когда у нас есть значения i1 и i2, мы можем найти падение напряжения на каждом резисторе.
Используя закон Ома, мы можем просто найти падение напряжения путем подстановки. Например:
Помните, что вы всегда можете использовать меньшее число или десятичные разряды в зависимости от того, что запрашивается.
