Schaltungsanalyse für Dummies

Auf der grundlegendsten Ebene Schaltungen Analyse beinhaltet die Strom und Spannung für ein bestimmtes Gerät zu berechnen. Das ist, wo Geräte- und Verbindungs ​​Gleichungen kommen. Geräte Gleichungen beschreiben die Beziehung zwischen Spannung und Strom für ein bestimmtes Gerät. Einer der wichtigsten Geräte Gleichungen ist Gesetz Ohm, die Strom bezieht (ICH) und Spannungs (V) mit Widerstand (R),woher R isa Konstante: V = IR oder ich = V / R oder R = V / I.

Die beiden Anschluss Gleichungen Sie müssen wissen, sind Kirchhoff geltendem Recht (KCL) und Kirchhoff Spannungsgesetz (KVL):

  • Kirchhoff geltendes Recht: Die Summe der eingehenden Ströme = Summe der abgehenden Ströme an einem Knoten

  • Kirchhoff Spannungsgesetz: Summe der Spannung steigt = Summe der Spannungsabfälle um eine geschlossene Schleife

Elektrische Mengen und Maßeinheiten


Bestimmte elektrische Größen, Beziehungen und elektrische Geräte sind wichtig zu wissen, wenn Sie die Analyse und das Schaltungsverhalten charakterisieren. In der folgenden Tabelle können Sie diese Informationen gerade zu halten helfen.

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Entspricht Widerstand, Kapazität und Induktivität

Wenn Schaltungen zu analysieren, können Sie Netzwerke vereinfachen, bestehend aus nur Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten oder indem man sie mit einem Äquivalent Gerät zu ersetzen. Die folgenden Gleichungen zeigen äquivalente Reihen- und Parallelschaltung zum Widerstand-only, Kondensator-only und Induktor-only-Kombinationen.

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Analyseverfahren für komplexe Schaltungen

Wenn mit komplizierten Schaltungen, wie zB Schaltungen mit vielen Schleifen und viele Knoten tun haben, können Sie ein paar Tricks, um die Analyse zu vereinfachen. Die folgenden Schaltungsanalysetechniken kommen in praktisch, wenn Sie die Spannung oder Strom für ein bestimmtes Gerät zu finden möchten. Sie sind auch nützlich, wenn man parallel oder in Reihe geschaltet sind viele Geräte, Vorrichtungen, die Schleifen bilden, oder eine Anzahl von Vorrichtungen auf einem bestimmten Knoten verbunden ist.

  • Node-Spannungsanalyse: Knoten in einer Schaltung sind bestimmte Punkte. Wenn viele Geräte an einem bestimmten Punkt verbunden sind, können Sie diesen Knoten ein Referenzknoten machen und betrachten Sie es als eine Spannung von 0 V mit Sie es dann als Bezugspunkt verwenden, um Spannung für einen bestimmten Knoten zu messen.

    Mit Knoten Spannungsanalyse, finden Sie unbekannten Knotenspannungen in einem Schlussstrom Gesetz mit Kirchhoff. Nach dem Auffinden der Knotenspannungen, verwenden Sie Strom-Spannungs (i-v) Beziehungen wie Ohmschen Gesetz Geräteströmen zu finden und die Knotenspannungen verwenden Gerät Spannungen zu finden.

  • Netzstrom-Analyse: EIN Gitter ist eine Schleife, ohne von der Schleife eingeschlossen Geräte, wo die Maschengrenzen jene Geräte, die die loop.Mesh-aktuellen Analyse können Sie unbekannte Maschenströme in einer Schaltung mit Kirchhoffschen Spannungsgesetzes (KVL) bilden können. Maschengleichungen sind KVL Gleichungen mit unbekannten Maschenströme als Variablen. Nach Maschenströme zu finden, verwenden Sie ich-v Beziehungen Gerät Spannungen zu finden.

  • Superposition: Für lineare Schaltungen mit unabhängigen Quellen, können Sie Überlagerung verwenden, um die Spannung und Stromausgang für ein bestimmtes Gerät zu finden. Superposition beinhaltet das Einschalten eines Quellen zu einer Zeit, während die anderen Quellen ausschalten. Sie drehen eine Stromquelle, indem sie es mit einer offenen Schaltung zu ersetzen, und Sie deaktivieren, um eine Spannungsquelle ersetzt sie durch einen Kurzschluss aus. Um die Gesamtleistung zu erhalten, berechnen Sie die algebraische Summe der Einzelbeiträge durch jede Quelle.

  • Th # 233-venin / Norton-Äquivalente: Schaltungsanalyse kann langweilig werden, wenn Sie verschiedene Lasten mit derselben Quellenschaltung versucht sind. Um sich etwas Arbeit sparen, ersetzen Sie die Quellenschaltung mit dem Th # 233-venin und Norton equivalents.Th # 233-venin Theorem sagt, dass Sie ein lineares Netzwerk von Quellen und Widerstände zwischen zwei Anschlüssen mit einer unabhängigen Spannungsquelle ersetzen kann (VT) in Reihe mit einem Widerstand (RT), andNorton Theorem sagt man das lineare Netz von Quellen und Widerstände mit einer unabhängigen Stromquelle ersetzen kann (ICHN) parallel zu einem Widerstand (RN) - siehe folgende Abbildung. Die Ersatzschaltungen für alle Lasten (einschließlich eines offenen und Kurzschluss Lasten) zu halten, wenn sie die gleiche Spannung und Strom Beziehungen zwischen den Anschlüssen haben.

    Das Finden der Th # 233-venin oder Norton Äquivalent erfordert die folgenden Variablen Berechnung: VT= VOC, ichN= ichSC, und RT = RN= VOC/ICHSC(woher T steht für Th # 233-venin, OC steht für eine Last und offenem Kreislauf, N steht für Norton, und SC steht für einen Kurzschluss Last) .Wenn Sie in Reihe mit der Quellenschaltung unterschiedliche Lasten verbunden analysieren möchten, die Th # 233-venin entspricht Nützlich-, wenn Lasten parallel mit der Quellenschaltung verbunden sind, ist das Norton Äquivalent zu einem besseren Wahl. Die beiden Mittel werden miteinander Transformation durch eine Quelle bezogen.

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