Analīzes metodes sērijas paralēlas rezistoru shēmām

Was the Reagan Era All About Greed? Reagan Economics Policy (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Analīzes metodes sērijas paralēlas rezistoru shēmām

7. nodaļa - sērijveida paralēli kombinētās shēmas


Sērijveida paralēlas rezistoru ķēžu analīzes process

Sērijveida paralēlā rezistoru ķēdes analīzes mērķis ir spēja noteikt visus sprieguma pilienus, strāvas un jaudas izkliedes ķēdē. Vispārējā stratēģija šī mērķa sasniegšanai ir šāda:

  • 1. darbība. Novērtējiet, kuri ķēdes rezistori ir savienoti vienkāršās sērijās vai vienkārši paralēli.
  • 2. darbība: atkārtojiet ķēdi, nomainot katru soli vai paralēlās rezistoru kombinācijas, kas identificētas 1. darbībā, ar vienotu ekvivalentu pretestību. Ja izmantojat tabulu, lai pārvaldītu mainīgos, izveidojiet jaunu tabulas kolonnu katrai pretestības ekvivalentai.
  • 3. darbība. Atkārtojiet 1. un 2. darbību, līdz visa ķēde tiek samazināta līdz vienam ekvivalentam rezistoram.
  • 4. solis: aprēķina kopējo strāvu no kopējā sprieguma un kopējās pretestības (I = E / R).
  • 5. solis: kopējā sprieguma un kopējās strāvas vērtību uzņemšanai atgriezieties pie pēdējā posma ķēdes samazināšanas procesā un, ja nepieciešams, ievietojiet šīs vērtības.
  • 6. solis. No 5. zināmajiem zināmiem pretestības un kopējā strāvas vērtībām, izmantojiet Ohmas likumu, lai aprēķinātu nezināmās vērtības (spriegumu vai strāvu) (E = IR vai I = E / R).
  • 7. darbība: atkārtojiet 5. un 6. darbību, līdz visas sprieguma un strāvas vērtības ir zināmas oriģinālās shēmas konfigurācijā. Būtībā jūs veiksiet soli pa solim no vienkāršotās ķēžu versijas atpakaļ savā oriģinālajā, sarežģītajā formā, pievienojot sprieguma un strāvas vērtības, ja tas ir nepieciešams, līdz visi sprieguma un strāvas vērtības ir zināmas.
  • 8. solis: aprēķina jaudas izkliedes no zināmiem sprieguma, strāvas un / vai pretestības vērtībām.

Tas var izklausīties kā iebiedējošs process, bet to daudz vieglāk saprast, izmantojot piemēru, nevis izmantojot aprakstu.

Iepriekš minētajā piemēru ķēdē R1 un R2 ir savienoti vienkāršā paralēlā secībā, tāpat kā R3 un R4. Pēc identificēšanas šīs iedaļas jāpārveido par vienādiem vienādiem rezistoriem, un ķēde no jauna tiek noņemta:

Divkāršās slīpsvītra (//) simboli ir "paralēli", lai parādītu, ka ekvivalentās rezistoru vērtības tika aprēķinātas, izmantojot 1 / (1 / R) formulu. 71, 429 Ω rezistors ķēdes augšā ir R1 un R2 ekvivalents paralēli viens otram. Apakšā esošais 127, 27 Ω rezistors ir ekvivalents R 3 un R 4 paralēli viens otram.

Mūsu tabulu var paplašināt, iekļaujot šos rezistoru ekvivalentus savās slejās:

Tagad ir jāsaprot, ka ķēde ir samazināta līdz vienkāršai sērijas konfigurācijai ar tikai diviem (līdzvērtīgiem) pretestības rādītājiem. Pēdējais solis samazinājumā ir pievienot šos abus pretestības koeficientus, lai izveidotu kopējo ķēdes pretestību. Pievienojot šos divus ekvivalentus pretestus, mēs iegūstam pretestību 198, 70 Ω. Tagad mēs varam atkārtoti izdarīt ķēdi kā vienu ekvivalentu pretestību un pievienot kopējo pretestības skaitli galējā stūrī mūsu galda. Ievērojiet, ka kolonnā "Kopā" ir relabelements (R1 / R2-R3 / R4), lai norādītu, kā tas elektriski saistīts ar citām ciparu kolonnām. Šeit tiek izmantots simbols "-", lai attēlotu "sēriju", tāpat kā "//" simbols tiek izmantots, lai pārstāvētu "paralēli".

Tagad kopējo ķēdes strāvu var noteikt, piemērojot Ohma likumu (I = E / R) tabulā "Kopā":

Atpakaļ uz mūsu ekvivalentu shēmas zīmējumu, mūsu pašreizējā kopējā pašreizējā vērtība ir 120, 78 miliamipa, tiek rādīta kā vienīgā pašreizējā vērtība šeit:

Tagad mēs sākam strādāt atpakaļ, virzoties uz ķēžu atkārtotiem zīmējumiem, līdz sākotnējai konfigurācijai. Nākamais solis ir iet uz ķēdi, kur R 1 / R 2 un R 3 / R 4 ir sērijveidā:

Tā kā R1 / R2 un R3 / R4 ir savstarpēji sērijveida, tad strāvai caur šīm divām ekvivalentu pretestību vienībām jābūt vienādām. Turklāt pašreizējam caur tiem jābūt vienādiem ar kopējo strāvu, lai mēs varētu aizpildīt mūsu tabulu ar atbilstošām pašreizējām vērtībām, vienkārši kopējot pašreizējo skaitli no kopējās kolonnas uz R1 / R2 un R3 / R 4 kolonnas:

Tagad, zinot pašreizējo caur līdzvērtīgiem rezistoriem R1 / / R2 un R3 / R4, mēs varam pielietot Ohma likumu (E = IR) divām labajām vertikālajām kolonnām, lai atrastu no tiem sprieguma kritumus:

Tā kā mēs zinām, ka R 1 / R 2 un R 3 / R 4 ir paralēlie rezistoru ekvivalenti, un mēs zinām, ka paralēlo shēmu sprieguma kritumi ir vienādi, mēs varam pārsūtīt atbilstošos sprieguma pilienus uz atbilstošām kolonnas uz tabulas tiem atsevišķi rezistori. Citiem vārdiem sakot, mūsu zīmēšanas secībā mēs vēlreiz soli atpakaļ uz sākotnējo konfigurāciju un atbilstoši aizpildām tabulu:

Visbeidzot, sākotnējā tabulas daļa (kolonnas no R 1 līdz R 4 ) ir pabeigta ar pietiekami daudzām vērtībām, lai pabeigtu. Piemērojot Oma likumu pārējām vertikālajām kolonnām (I = E / R), mēs varam noteikt strāvas caur R 1, R 2, R 3 un R 4 atsevišķi:

Sprieguma un pašreizējo vērtību ievietošana diagrammās

Konstatējot visas strāvas sprieguma un strāvas vērtības, mēs varam parādīt šīs vērtības shematiskajā diagrammā kā tādas:

Kā galīgo mūsu darba pārbaudi mēs varam redzēt, vai aprēķinātās pašreizējās vērtības ir vienādas ar summām. Tā kā R1 un R2 ir paralēli, to apvienotajai strāvai jāpalielina līdz 120, 78 mA. Tāpat, tā kā R3 un R4 ir paralēli, to apvienotajai strāvai vajadzētu pievienot arī kopējo summu 120, 78 mA. Jūs varat pārbaudīt sev, lai pārliecinātos, ka šie skaitļi palielinās, kā paredzēts.

Lai pārbaudītu šo skaitļu precizitāti, var izmantot arī datoru simulāciju. Turpmākajā SPICE analīzē būs redzami visi rezistoru spriegumi un strāvas (ņemiet vērā, ka strāvas sensori vi1, vi2, …, "manekens" sprieguma avotiem sērijā ar katru rezistoru netlist, kas nepieciešama, lai SPICE datorprogramma, lai izsekotu pašreizējo caur katru ceļu ) Šie sprieguma avoti tiks iestatīti tā, lai to vērtība būtu vienāda ar nulli, tāpēc tie nekādā veidā neietekmēs ķēdi.

 sērijveida paralēla shēma v1 1 0 vi1 1 2 dc 0 vi2 1 3 dc 0 r1 2 4 100 r2 3 4 250 vi3 4 5 dc 0 vi4 4 6 dc 0 r3 5 0 350 r4 6 0 200 .dc v1 24 24 1. izdrukāt dc v (2, 4) v (3, 4) v (5, 0) v (6, 0) .print dc i (vi1) i (vi2) i (vi3) i (vi4) 

Es esmu komentējis SPICE produkcijas rādītājus, lai padarītu tos lasāmākus, norādot, kuri spriegumi un pašreizējie skaitļi pieder tai rezistoriem.

 V1 v (2, 4) v (3, 4) v (5) v (6) 2.400E + 01 8.627E + 00 8.627E + 00 1.537E + 01 1.537E + 01 Akumulators R1 spriegums R2 spriegums R3 spriegums R4 spriegums spriegums v1 i (vi1) i (vi2) i (vi3) i (vi4) 2.400E + 01 8.627E-02 3.451E-02 4.392E-02 7.686E-02 baterija R1 strāva R2 strāva R3 pašreizējais R4 strāvas spriegums 

Kā redzat, visi skaitļi sakrīt ar mūsu aprēķinātajām vērtībām.

  • PĀRSKATS:
  • Lai analizētu sērijveida paralēlo kombināciju ķēdi, veiciet šīs darbības:
  • Samaziniet oriģinālo ķēdi līdz vienam ekvivalentam rezistoram, atkārtoti pieskrūvējot ķēdi katrā reducēšanas pakāpē, jo vienkārši sērijas un vienkāršas paralēlas daļas tiek samazinātas līdz vienādiem ekvivalentiem rezistoriem.
  • Atrisiniet kopējo pretestību.
  • Atrisināt kopējo strāvu (I = E / R).
  • Noteiktu ekvivalentus rezistoru sprieguma pilienus un filiāles strāvas vienu posmu vienlaikus, atkal strādājot atpakaļ uz oriģinālo ķēžu konfigurāciju.