Uvod v omrežne teoreme v elektrotehniki

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Izreki o električnem vezju so vedno koristni pri iskanju napetosti in tokov v vezovnih vezjih. Ti izrek uporablja za analizo temeljna pravila ali formule in osnovne enačbe matematike osnovne komponente električne ali elektronike parametri, kot so napetosti, tokovi, upor itd. Ti temeljni izreki vključujejo osnovne izreke, kot so izrek Superpozicije, Tellegenov izrek, Nortonov izrek, izrek o prenosu največje moči in Thevenin-ovi izrek. Druga skupina omrežnih izrekov, ki se večinoma uporabljajo v procesu analize vezij, vključuje izravnalni izrek, izrek nadomestitve, izrek vzajemnosti, Millmanov izrek in Millerjev izrek.

Mrežne teoreme

Vsi mrežni izreki so na kratko obravnavani spodaj.




1. Teorem super položaja

Izrek Superpozicije je način za določanje tokov in napetosti v vezju, ki ima več virov (upoštevaje en vir naenkrat). Izrek superpozicije pravi, da je v linearnem omrežju s številnimi napetostnimi ali tokovnimi viri in upori tok skozi katero koli vejo omrežja algebraična vsota tokov zaradi vsakega od virov, kadar deluje neodvisno.

Teorem super položaja

Teorem super položaja



Izrek superpozicije se uporablja samo v linearnih omrežjih. Ta izrek se uporablja tako v izmeničnih kot enosmernih tokokrogih, kjer pomaga zgraditi enakovredno vezje Thevenin in Norton.

Na zgornji sliki je vezje z dvema napetostnima viroma razdeljeno na dva posamezna vezja v skladu s trditvijo tega izreka. Posamezna vezja naredijo celotno vezje na enostavnejši način enostavnejše. S kombiniranjem teh dveh vezij po posamezni poenostavitvi lahko zlahka najdemo parametre, kot so padec napetosti pri vsakem uporu, napetosti vozlišč, tokovi itd.

2. Theveninov izrek

Izjava: Linearno omrežje, sestavljeno iz številnih napetostnih virov in uporov, je mogoče nadomestiti z enakovrednim omrežjem, ki ima en sam vir napetosti, imenovan Theveninova napetost (Vthv) in en upor, imenovan (Rthv).


Theveninov izrek

Theveninov izrek

Zgornja slika pojasnjuje, kako je ta izrek uporaben za analizo vezij. Thevinensova napetost se izračuna po dani formuli med terminaloma A in B tako, da se prekine zanka na sponkah A in B. Prav tako se odpornost Thevinensa ali enakovredna upornost izračuna s kratkim virom napetosti in odprtimi tokovnimi viri, kot je prikazano na sliki.

Ta izrek se lahko uporablja tako za linearna kot dvostranska omrežja. Uporablja se predvsem za merjenje upora z Wheatstonovim mostom.

3. Nortonov izrek

Ta izrek navaja, da lahko katero koli linearno vezje, ki vsebuje več virov energije in uporov, nadomesti en sam generator konstantnega toka vzporedno z enim uporom.

Nortonov izrek

Nortonov izrek

To je tudi enako kot pri Thevinensovem izreku, v katerem najdemo Thevinensove ekvivalentne vrednosti napetosti in upora, toda tukaj so določene trenutne ekvivalentne vrednosti. Postopek iskanja teh vrednosti je prikazan, kot je prikazano v primeru na zgornji sliki.

4. Izrek največjega prenosa moči

Ta izrek pojasnjuje pogoj za največji prenos moči na obremenitev v različnih pogojih vezja. Izrek navaja, da je prenos moči vira na obremenitev največji v omrežju, kadar je upor obremenitve enak notranjemu uporu vira. Pri izmeničnih tokokrogih se mora impedanca obremenitve ujemati z impedanco vira za največji prenos moči, tudi če obremenitev deluje drugače faktorji moči .

Izrek največjega prenosa moči

Izrek največjega prenosa moči

Na primer, zgornja slika prikazuje diagram vezja, pri katerem je vezje poenostavljeno do nivoja vira z notranjim uporom z uporabo Theveninovega izreka. Prenos moči bo največji, če bo ta odpornost Thevinensa enaka odpornosti proti obremenitvi. Praktična uporaba tega izreka vključuje avdio sistem, pri katerem mora biti upor zvočnika usklajen z avdio ojačevalnik moči da dosežemo največjo moč.

5. Teorem o vzajemnosti

Izrek o vzajemnosti pomaga najti drugo ustrezno rešitev tudi brez nadaljnjega dela, ko je vezje analizirano za eno rešitev. Izrek navaja, da se lahko v linearnem pasivnem dvostranskem omrežju vir vzbujanja in njegov ustrezni odziv medsebojno zamenjata.

Izrek vzajemnosti

Izrek vzajemnosti

Na zgornji sliki je tok v veji R3 I3 z enim samim izvorom Vs. Če je ta vir nadomeščen z vejo R3 in je na izvorni lokaciji kratek vir, je tok, ki teče iz prvotne lokacije I1, enak kot pri I3. Tako lahko najdemo ustrezne rešitve za vezje, ko vezje analiziramo z eno rešitvijo.

6. Kompenzacijski teorem

Kompenzacijski teorem

Kompenzacijski teorem

V katerem koli dvostranskem aktivnem omrežju, če se količina impedance spremeni iz prvotne vrednosti na neko drugo vrednost, ki ima tok I, so posledične spremembe, ki se pojavijo v drugih vejah, enake spremembam, ki bi jih povzročil vir napetosti vbrizgavanja v spremenjeni veji z negativnim predznakom, tj. minus napetostnega toka in spremenjenega impedančnega produkta. Štiri zgornje številke kažejo, kako je ta izravnalni izrek uporaben pri analizi vezij.

7. Millmanov izrek

Millmanov izrek

Millmanov izrek

Ta izrek navaja, da kadar vzporedno deluje poljubno število napetostnih virov s končnim notranjim uporom, jih je mogoče nadomestiti z enim napetostnim virom z zaporedno enakovredno impedanco. Enakovredna napetost za te vzporedne vire z notranjimi viri v Millmanov izrek se izračuna po spodnji formuli, ki je prikazana na zgornji sliki.

8. Tellegenov izrek

Tellegenov izrek

Tellegenov izrek

Ta izrek se uporablja za vezja z linearnim ali nelinearnim, pasivnim ali aktivnim ter histeričnim ali ne-histeričnim omrežjem. Navaja, da je vsota trenutne moči v vezju z n številom vej enaka nič.

9. Teorem substitucije

Ta izrek navaja, da je mogoče katero koli vejo v omrežju nadomestiti z drugo vejo, ne da bi motili tokove in napetosti v celotnem omrežju, če ima nova veja enak nabor končnih napetosti in toka kot prvotna veja. Nadomestni izrek se lahko uporablja tako v linearnih kot v nelinearnih vezjih.

10. Millerjev izrek

Millerjev izrek

Millerjev izrek

Ta izrek navaja, da lahko v linearnem vezju, če obstaja veja z impedanco Z, ki je med dvema vozliščema povezana z vozlišnimi napetostmi, to vejo lahko nadomestimo z dvema vejama, ki ustrezna vozlišča povežeta z zemljo z dvema impedansama. Uporaba tega izreka ni le učinkovito orodje za ustvarjanje enakovrednega vezja, temveč tudi orodje za oblikovanje spremenjenega dodatka elektronska vezja z impedanco.

To so vsi osnovni omrežni izreki, ki se pogosto uporabljajo pri analizi električnih ali elektronskih vezij. Upamo, da ste morda dobili nekaj osnovnih idej o vseh teh izrekih.

Pozornost in zanimanje, s katerim ste prebrali ta članek, sta za nas resnično spodbudni, zato predvidevamo vaša dodatna zanimanja za druge teme, projekte in dela. Tako nam lahko pišete o svojih povratnih informacijah, komentarjih in predlogih v spodnjem oddelku za komentarje.

Foto krediti