직류 회로의 계산
간단한 DC 회로 계산
전기 회로의 등가 변환은 전자기 프로세스가 변경되지 않고 회로가 단순화되는 방식으로 일부 요소를 다른 요소로 대체하는 것을 의미합니다. 이러한 변환 유형 중 하나는 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 소비자를 하나의 등가물로 대체하는 것입니다.
직렬로 연결된 여러 소비자를 하나로 교체할 수 있으며 등가 저항은 소비자 저항의 합과 같으며, 시리즈에 포함… n 사용자의 경우 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
rе = r1 + r2 + … + rn,
여기서 r1, r2, …, rn은 n개 소비자 각각의 저항입니다.
n 소비자가 병렬로 연결된 경우 등가 전도도 ge는 병렬로 연결된 개별 요소의 전도도 합계와 같습니다.
ge = g1 + g2 + … + gn.
컨덕턴스가 저항의 역수라는 점을 감안할 때 등가 저항은 다음 식으로 결정할 수 있습니다.
1/rе = 1/r1 + 1/r2 + … + 1/rn,
여기서 r1, r2, …, rn은 병렬로 연결된 n개의 소비자 각각의 저항입니다.
두 소비자 r1과 r2가 병렬로 연결된 특별한 경우 회로의 등가 저항은 다음과 같습니다.
rе = (r1 x r2) / (r1 + r2)
명백한 형태가 없는 복잡한 회로의 변형 직렬 및 병렬 연결 요소(그림 1)는 원래 델타 회로에 포함된 요소를 동등한 스타 연결 요소로 교체하여 시작합니다.
그림 1. 회로 요소의 변환: a — 삼각형으로 연결, b — 동등한 별에서
그림 1에서 요소의 삼각형은 사용자 r1, r2, r3에 의해 형성됩니다. 그림 1b에서 이 삼각형은 동등한 별 연결 요소 ra, rb, rc로 대체됩니다. 회로의 a, b 지점에서 전위가 변경되는 것을 방지하기 위해 등가 사용자의 저항은 다음 식으로 결정됩니다.
원래 회로의 단순화는 별 연결 요소를 사용자가 회로로 대체하여 수행할 수도 있습니다. 삼각형으로 연결.
그림 2의 방식에서 a, 수요자 r1, r3, r4로 형성된 별을 분리할 수 있다. 이러한 요소는 점 c, b, d 사이에 포함됩니다. 그림 2b에서 이 점들 사이에는 삼각형으로 연결된 동등한 소비자 rbc, rcd, rbd가 있습니다. 동등한 소비자의 저항은 다음 식으로 결정됩니다.
그림 2.회로 요소의 변환: a — 별 연결, b — 등가 삼각형
그림 1, b 및 2, b에 표시된 구성표를 더욱 단순화하려면 해당 소비자의 요소를 직렬 및 병렬 연결로 섹션을 교체하면 됩니다.
변환을 사용하여 간단한 회로를 계산하는 방법의 실제 구현에서 소비자의 병렬 및 직렬 연결이 있는 섹션이 회로에서 식별된 다음 이러한 섹션의 등가 저항이 계산됩니다.
원래 회로에 그러한 섹션이 명시적으로 없는 경우 위에서 설명한 요소 삼각형에서 별 또는 별에서 삼각형으로의 전환을 적용하면 해당 섹션이 나타납니다.
이러한 작업은 회로를 단순화합니다. 그것들을 여러 번 적용함으로써 그들은 하나의 소스와 하나의 동등한 에너지 소비자를 가진 형태에 도달합니다. 또한, 신청 옴과 키르히호프의 법칙, 회로 섹션의 전류 및 전압 계산.
복잡한 DC 회로 계산
복잡한 회로를 계산하는 동안 문제 설명에 지정된 초기 값을 기반으로 일부 전기 매개 변수(주로 요소의 전류 및 전압)를 결정해야 합니다. 실제로 이러한 체계를 계산하는 데 여러 가지 방법이 사용됩니다.
분기 전류를 결정하기 위해 다음을 사용할 수 있습니다. 직접 적용에 기반한 방법 키르히호프의 법칙, 현재 주기 방법, 절점 응력 방법.
전류 계산의 정확성을 확인하려면 다음을 수행해야 합니다. 용량 균형… 에서 에너지 보존 법칙 회로의 모든 전원 공급 장치 전력의 대수적 합은 모든 사용자 전력의 산술적 합과 같습니다.
전원의 전력은 해당 전원을 통해 흐르는 전류의 양에 의한 emf의 곱과 같습니다. EMF의 방향과 소스의 전류가 일치하면 전력이 양수입니다. 그렇지 않으면 음수입니다.
소비자의 힘은 항상 양수이며 저항 값으로 소비자의 전류 제곱의 곱과 같습니다.
수학적으로 전력 균형은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
여기서 n은 회로의 전원 공급 장치 수입니다. m은 사용자 수입니다.
전력 균형이 유지되면 현재 계산이 정확합니다.
전원 균형을 그리는 과정에서 전원 공급 장치가 어떤 모드에서 작동하는지 확인할 수 있습니다. 전원이 양수이면 외부 회로(예: 방전 모드의 배터리)에 전원을 공급합니다. 소스 전력의 음수 값에서 후자는 회로에서 에너지를 소비합니다(충전 모드의 배터리).