Pengiraan litar arus terus
Pengiraan litar DC mudah
Transformasi setara dalam litar elektrik bermaksud menggantikan beberapa elemen dengan yang lain dengan cara yang proses elektromagnet di dalamnya tidak berubah dan litar dipermudahkan. Salah satu jenis transformasi tersebut ialah penggantian beberapa pengguna yang disambungkan secara bersiri atau selari dengan satu yang setara.
Beberapa pengguna yang disambungkan secara bersiri boleh digantikan dengan satu dan rintangan setaranya adalah sama dengan jumlah rintangan pengguna, termasuk dalam satu siri… Untuk n pengguna anda boleh menulis:
rе = r1 + r2 + … + rn,
di mana r1, r2, …, rn ialah rintangan setiap n pengguna.
Apabila n pengguna disambung secara selari, kekonduksian setara ge adalah sama dengan jumlah kekonduksian unsur-unsur individu yang disambung secara selari:
ge = g1 + g2 + … + gn.
Memandangkan kekonduksian adalah timbal balik rintangan, rintangan setara boleh ditentukan dengan ungkapan:
1 / rе = 1 / r1 + 1 / r2 + … + 1 / rn,
di mana r1, r2, …, rn ialah rintangan setiap n pengguna yang disambung secara selari.
Dalam kes tertentu di mana dua pengguna r1 dan r2 disambung secara selari, rintangan setara litar ialah:
rе = (r1 x r2) / (r1 + r2)
Transformasi dalam litar kompleks di mana tiada bentuk yang jelas sambungan bersiri dan selari elemen (Rajah 1), mulakan dengan menggantikan elemen yang termasuk dalam litar delta asal dengan elemen bersambung bintang yang setara.
Rajah 1. Transformasi elemen litar: a — disambungkan oleh segi tiga, b — dalam bintang yang setara
Dalam Rajah 1, segitiga unsur dibentuk oleh pengguna r1, r2, r3. Dalam Rajah 1b, segi tiga ini digantikan dengan unsur bersambung bintang yang setara ra, rb, rc. Untuk mengelakkan potensi daripada berubah pada titik a, b litar, rintangan pengguna yang setara ditentukan oleh ungkapan:
Penyederhanaan litar asal juga boleh dilakukan dengan menggantikan elemen bersambung bintang dengan litar di mana pengguna disambungkan oleh segi tiga.
Dalam skema yang ditunjukkan dalam rajah 2, a, adalah mungkin untuk memisahkan bintang yang dibentuk oleh pengguna r1, r3, r4. Unsur-unsur ini disertakan di antara titik c, b, d. Dalam Rajah 2b, di antara titik-titik ini terdapat pengguna setara rbc, rcd, rbd yang disambungkan oleh segi tiga. Rintangan pengguna yang setara ditentukan oleh ungkapan:
Rajah 2.Transformasi elemen litar: a — bersambung bintang, b — dalam segi tiga setara
Penyederhanaan lanjut skim yang ditunjukkan dalam Rajah 1, b dan 2, b boleh dilakukan dengan menggantikan bahagian dengan sambungan bersiri dan selari unsur-unsur daripada pengguna yang setara.
Dalam pelaksanaan praktikal kaedah mengira litar mudah menggunakan transformasi, bahagian dengan sambungan selari dan siri pengguna dikenal pasti dalam litar, dan kemudian rintangan setara bahagian ini dikira.
Jika tiada bahagian sedemikian secara eksplisit dalam litar asal, maka, menggunakan peralihan yang diterangkan di atas dari segi tiga unsur ke bintang atau dari bintang ke segi tiga, ia dimanifestasikan.
Operasi ini memudahkan litar. Dengan menerapkannya beberapa kali, mereka tiba di borang dengan satu sumber dan satu pengguna tenaga yang setara. Juga, permohonan Hukum Ohm dan Kirchhoff, pengiraan arus dan voltan dalam bahagian litar.
Pengiraan litar DC kompleks
Semasa pengiraan litar kompleks, adalah perlu untuk menentukan beberapa parameter elektrik (terutamanya arus dan voltan pada elemen) berdasarkan nilai awal yang dinyatakan dalam pernyataan masalah. Dalam amalan, beberapa kaedah digunakan untuk mengira skim tersebut.
Untuk menentukan arus cawangan, anda boleh menggunakan: kaedah berdasarkan aplikasi langsung undang-undang Kirchhoff, kaedah kitaran semasa, kaedah tegasan nod.
Untuk memeriksa ketepatan pengiraan arus, perlu dilakukan keseimbangan kapasiti… Dari hukum kekekalan tenaga ia berikutan bahawa jumlah algebra bagi kuasa semua bekalan kuasa dalam litar adalah sama dengan jumlah aritmetik kuasa semua pengguna.
Kuasa sumber kuasa adalah sama dengan hasil darab emfnya dengan jumlah arus yang mengalir melalui punca itu. Jika arah emf dan arus dalam sumber bertepatan, maka kuasa adalah positif. Jika tidak, ia adalah negatif.
Kuasa pengguna sentiasa positif dan sama dengan hasil kuasa dua arus dalam pengguna dengan nilai rintangannya.
Secara matematik, imbangan kuasa boleh ditulis seperti berikut:
di mana n ialah bilangan bekalan kuasa dalam litar; m ialah bilangan pengguna.
Jika imbangan kuasa dikekalkan, pengiraan semasa adalah betul.
Dalam proses merangka imbangan kuasa, anda boleh mengetahui dalam mod apa bekalan kuasa berfungsi. Jika kuasanya positif, maka ia membekalkan kuasa kepada litar luaran (seperti bateri dalam mod nyahcas). Pada nilai negatif kuasa sumber, yang terakhir menggunakan tenaga daripada litar (bateri dalam mod pengecasan).