Методы анализа и расчета электрических цепей

Методы анализа электрических цепей

На основе законов Ома и Кирхгофа теоретически можно рассчитать любые электрические соединения, но зачастую это может привести к трудоемким расчетам и сложным системам уравнений. Чтобы этого избежать, существуют методы анализа и расчета электрических цепей. методы расчета электрических цепей

Основные методы расчета электрических цепей

Метод узловых напряжений рекомендуется применять, если сложную электрическую цепь можно свернуть, используя эквивалентные преобразования сопротивлений. После сворачивания на схеме можно выделить два основных узла, между которыми будет определенная разность потенциалов. Зная это напряжение и сопротивление ветвей, можно с легкостью найти токи в них.

Для того чтобы определить ток в какой-либо конкретной ветви существует метод эквивалентного генератора. Его суть заключается в том, что вся цепь, кроме исследуемой ветви заменяется активным двухполюсником (эквивалентным генератором). С помощью режима холостого хода и короткого замыкания определяют ЭДС и внутреннее сопротивление генератора, а затем находят ток в искомой ветви по закону Ома для полной цепи.

Метод эквивалентного генератора существенно упрощает расчет электрической цепи, ведь с помощью него не нужно рассчитывать всю схему, которая к тому же может оказаться довольно большой, чтобы найти искомый ток в одной ветви.

Следующие два метода  расчета электрических цепей основаны на законах Кирхгофа

Методы расчета электрических цепей контурных токов составлены на основании второго закона Кирхгофа и позволяет сократить число уравнений в системе до m-n+1, где m – количество ветвей, n – количество узлов. Вначале в цепи указывают направления действительных токов. Затем цепь разбивают на отдельные замкнутые контуры и указывают направления контурных токов в них. Следующим шагом находят сопротивления контуров и определяют контурные токи. И в последнюю очередь находят искомые действительные токи.

Метод узловых потенциалов составлен на первом законе Кирхгофа. Его суть заключается в том, что один из узлов принимают за базисный и его потенциал равен нулю. Потенциалы других узлов определяют относительно потенциала базисного. На основании этого составляется система уравнений, которую вручную можно рассчитать только для простых схем.

Метод узловых потенциалов не вносит ничего в нового в законы Ома и Кирхгофа, он лишь позволяет составить систему уравнений для любой, сколь угодно сложной электрической схемы, с помощью которой можно было бы рассчитать токи и напряжения в ветвях, зная лишь её параметры.

Оставить комментарий

.