Topologi Litar—Konsep Asas
Litar elektrik ialah satu set peranti (elemen) dan wayar penyambungnya di mana arus elektrik boleh mengalir. Semua elemen litar elektrik berkongsi secara pasif dan aktif.
Unsur aktif menukarkan pelbagai jenis tenaga (mekanikal, kimia, cahaya, dll.) kepada tenaga elektrik. Dalam peranti pasif, tenaga elektrik ditukar kepada jenis tenaga lain. Unsur aktif dipanggil sumber, yang pasif dipanggil pengguna atau penerima.
Dalam teori litar, model ideal elemen elektrik dipertimbangkan. Ini menjadikan perihalan elemen semudah mungkin. Elemen sebenar yang lebih kompleks dimodelkan daripada set elemen ideal.
Elemen pasif utama litar elektrik ialah perintang (elemen rintangan), induktor (elemen induktif) dan pemuat (elemen kapasitif). Elemen dipasang dalam litar elektrik untuk menjana voltan dan arus bagi nilai dan bentuk tertentu (lihat — Litar elektrik dan elemennya).
Litar elektrik terdiri daripada cawangan dan nod. Cawangan — ini adalah bahagian litar elektrik (litar) di mana arus yang sama mengalir. Satu simpulan - sambungan tiga atau lebih cawangan. Pada rajah elektrik, nod ditunjukkan oleh titik (Rajah 1).
nasi. 1. Tentukan nod dalam rajah
Jika perlu, nod rajah dinomborkan dari kiri ke kanan dari atas ke bawah.
Dalam rajah. 2 menunjukkan cawangan kapasitif-perintang di mana iC semasa mengalir.
nasi. 2. Cawangan resistif kapasitif
Takrifan lain bagi cawangan boleh diberikan — ia adalah bahagian litar antara dua nod bersebelahan (nod (1) dan (2) dalam Rajah 2).
rantai Adakah terdapat sebarang laluan tertutup dalam litar elektrik. Litar boleh ditutup oleh mana-mana cawangan, termasuk cawangan bersyarat yang rintangannya sama dengan infiniti.
Dalam rajah. 3 menunjukkan litar elektrik bercabang yang terdiri daripada tiga cabang.
nasi. 3. Litar elektrik dengan dua litar
Rajah menunjukkan tiga litar, dan litar I ditutup oleh cabang rintangan tak terhingga. Cawangan ini ditunjukkan sebagai tiLC voltan.
Untuk litar Rajah. 3 adalah mungkin untuk mengarang banyak gelung yang ditutup oleh cawangan sebenar atau bersyarat, tetapi untuk pengiraan bunyi elektrik konsep «gelung bebas» digunakan. Bilangan gelung litar bebas sentiasa ditetapkan sebagai minimum yang diperlukan untuk pengiraan.
Litar bebas sentiasa ditutup, tetapi cawangan yang mempunyai rintangan tidak sama dengan infiniti, dan setiap litar bebas termasuk sekurang-kurangnya satu cawangan yang tidak termasuk dalam litar lain. Untuk litar elektrik yang kompleks, anda boleh menentukan bilangan litar bebas menggunakan gambar rajah litar.
Pada rajah litar perwakilan bersyarat litar dipanggil, di mana setiap cawangan digantikan dengan segmen garisan. Item dalam cawangan tidak dipaparkan. Sebagai contoh, dalam FIG. 4 menunjukkan litar cawangan dan rajahnya.
nasi. 4. Litar elektrik bercabang: a — rajah litar, b — rajah
Untuk membuat rajah rajah, anda mesti menyambungkan nod dengan garis cawangan tanpa menyatakan unsur padanya. Cawangan dinomborkan, dan arah arus padanya ditunjukkan oleh anak panah. Graf itu sendiri tidak mempunyai makna fizikal, tetapi boleh digunakan untuk menentukan bilangan dan jenis kontur bebas. Untuk tujuan ini, "pokok grafik" disediakan.
Pokok grafik Ia mewakili graf litar yang nodnya disambungkan oleh cawangan sedemikian rupa sehingga tiada hasil gelung tertutup. Mungkin terdapat beberapa pilihan untuk memaparkan pokok grafik. Dalam rajah. 5 menunjukkan dua pilihan yang mungkin untuk litar FIG. 4.
nasi. 5. Pokok grafik skema
Bilangan cabang yang hilang dalam pokok graf adalah sama dengan bilangan gelung bebas litar. Dalam contoh, ini adalah tiga cawangan, tiga gelung bebas. Konfigurasi gelung bebas boleh diperoleh dengan menyambung secara berurutan nod pokok graf dengan cabang yang tidak dinyatakan pada pokok graf. Sebagai contoh, untuk pokok graf dalam Rajah. 5, dan kontur bebas ditunjukkan dalam rajah. 6.
nasi. 6. Menentukan kontur bebas melalui pokok graf
Pemilihan pilihan untuk mengkonfigurasi litar bebas untuk mengira litar dijalankan semasa analisis litar. Anda harus memilih kontur sedemikian supaya pengiraan semudah mungkin, i.e. bilangan persamaan bersandar dalam sistem adalah minimum.
Persamaan topologi mewujudkan hubungan antara voltan dan arus dalam litar, dan bilangan dan jenis persamaan tidak bergantung pada elemen mana yang termasuk dalam cawangan. Persamaan topologi termasuk persamaan yang terdiri daripada mengikut undang-undang Kirchhoff.