Doğru akım devrelerinin hesaplanması
Basit DC devrelerinin hesaplanması
Bir elektrik devresindeki eşdeğer dönüşümler, içindeki elektromanyetik süreçler değişmeyecek ve devre basitleştirilecek şekilde bazı elemanların diğerleriyle değiştirilmesi anlamına gelir. Bu tür dönüşüm türlerinden biri, seri veya paralel bağlı birkaç tüketicinin bir eşdeğer ile değiştirilmesidir.
Seri bağlı birkaç tüketici bir tane ile değiştirilebilir ve eşdeğer direnci, tüketicilerin dirençlerinin toplamına eşittir, bir diziye dahil… n kullanıcı için şunları yazabilirsiniz:
rе = r1 + r2 + … + rn,
burada r1, r2, …, rn, n tüketicinin her birinin direncidir.
n tüketici paralel bağlandığında, eşdeğer iletkenlik ge paralel bağlı bireysel elemanların iletkenliklerinin toplamına eşittir:
ge = g1 + g2 + … + gn.
İletkenliğin direncin tersi olduğu göz önüne alındığında, eşdeğer direnç şu ifade ile belirlenebilir:
1 / rе = 1 / r1 + 1 / r2 + … + 1 / rn,
burada r1, r2, …, rn paralel bağlı n tüketicinin her birinin direncidir.
İki tüketici r1 ve r2'nin paralel bağlandığı özel durumda, devrenin eşdeğer direnci:
re = (r1 x r2) / (r1 + r2)
Görünür bir formun olmadığı karmaşık devrelerdeki dönüşümler seri ve paralel bağlantı elemanlar (Şekil 1), orijinal delta devresinde bulunan elemanları eşdeğer yıldız bağlantılı elemanlarla değiştirerek başlayın.
Şekil 1. Devre elemanlarının dönüşümü: a — bir üçgenle bağlı, b — eşdeğer bir yıldızda
Şekil 1'de, r1, r2, r3 kullanıcıları tarafından bir elemanlar üçgeni oluşturulmuştur. Şekil 1b'de bu üçgen yıldız bağlantılı eşdeğer elemanlar ra, rb, rc ile değiştirilmiştir. Devrenin a, b noktalarında potansiyellerin değişmesini önlemek için eşdeğer kullanıcıların dirençleri aşağıdaki ifadelerle belirlenir:
Orijinal devrenin basitleştirilmesi, yıldız bağlantılı elemanların, kullanıcıların içinde bulunduğu bir devre ile değiştirilmesiyle de yapılabilir. bir üçgen ile bağlı.
Şekil 2, a'da gösterilen şemada r1, r3, r4 tüketicilerinin oluşturduğu bir yıldızı ayırmak mümkündür. Bu elemanlar c, b, d noktaları arasında yer alır. Şekil 2b'de, bu noktalar arasında bir üçgenle bağlanmış eşdeğer tüketiciler rbc, rcd, rbd vardır. Eşdeğer tüketicilerin dirençleri aşağıdaki ifadelerle belirlenir:
Şekil 2.Devre elemanlarının dönüşümü: a — yıldız bağlantılı, b — eşdeğer bir üçgende
Şekil 1, b ve 2, b'de gösterilen şemaların daha da basitleştirilmesi, bölümlerin eşdeğer tüketicilerinden seri ve paralel bağlantı elemanları ile değiştirilmesiyle yapılabilir.
Dönüşümleri kullanarak basit bir devre hesaplama yönteminin pratik uygulamasında, devrede tüketicilerin paralel ve seri bağlı bölümleri tanımlanır ve ardından bu bölümlerin eşdeğer dirençleri hesaplanır.
Orijinal devrede açıkça böyle bölümler yoksa, o zaman yukarıda açıklanan elemanlar üçgeninden yıldıza veya yıldızdan üçgene geçişler uygulanarak tezahür ettirilirler.
Bu işlemler devreyi basitleştirir. Bunları birkaç kez uygulayarak, tek bir kaynak ve bir eşdeğer enerji tüketicisi olan bir forma ulaşırlar. Ayrıca, uygulama Ohm ve Kirchhoff kanunları, devre bölümlerindeki akım ve gerilimlerin hesaplanması.
Karmaşık DC devrelerinin hesaplanması
Karmaşık bir devrenin hesaplanması sırasında, problem ifadesinde belirtilen başlangıç değerlerine göre bazı elektriksel parametrelerin (esas olarak elemanlar üzerindeki akımlar ve gerilimler) belirlenmesi gerekir. Uygulamada, bu tür şemaları hesaplamak için çeşitli yöntemler kullanılır.
Branşman akımlarını belirlemek için şunları kullanabilirsiniz: doğrudan uygulamaya dayalı bir yöntem Kirchhoff yasaları, akım döngüsü yöntemi, düğüm gerilmeleri yöntemi.
Akımların hesaplanmasının doğruluğunu kontrol etmek için yapılması gerekenler kapasite dengesi… İtibaren enerji korunumu yasası Buradan, devredeki tüm güç kaynaklarının güçlerinin cebirsel toplamının, tüm kullanıcıların güçlerinin aritmetik toplamına eşit olduğu sonucu çıkar.
Bir güç kaynağının gücü, o kaynaktan akan akımın emf ürününe eşittir. Emk'in yönü ve kaynaktaki akım çakışırsa, güç pozitiftir. Aksi takdirde olumsuzdur.
Tüketicinin gücü her zaman pozitiftir ve direncinin değeri ile tüketicideki akımın karesinin ürününe eşittir.
Matematiksel olarak, güç dengesi aşağıdaki gibi yazılabilir:
n, devredeki güç kaynaklarının sayısıdır; m kullanıcı sayısıdır.
Güç dengesi korunursa, mevcut hesaplama doğrudur.
Güç dengesini oluşturma sürecinde, güç kaynağının hangi modda çalıştığını öğrenebilirsiniz. Gücü pozitif ise, harici bir devreye güç sağlar (örneğin, deşarj modundaki bir pil). Kaynağın gücünün negatif bir değerinde, ikincisi devreden enerji tüketir (şarj modundaki pil).