تطبيق الهندسة الكهربائية

يحتوي الملاحظات على

Thevenin نظرية

تحليل شبكة

التحليل العقدي

kcl

kvl

نظرية SuperPosition

جديد في أحدث الإصدار 4

آخر تحديث في 22 يونيو ، 2024

إصلاحات الأخطاء الطفيفة والتحسينات. قم بتثبيت أو تحديث إلى أحدث إصدار للتحقق من ذلك!

ملاحظات تحليل الدائرة: ملخص شامل

يشكل

تحليل الدائرة الأساس للهندسة الكهربائية ، مما يوفر الأدوات والتقنيات لفهم وتنبؤ سلوك الدوائر الكهربائية. من الشبكات المقاومة البسيطة إلى الأنظمة المعقدة التي تتضمن مكونات نشطة ، يسمح تحليل الدائرة للمهندسين بتصميم الأجهزة والأنظمة الإلكترونية وتحسينها واستكشافها وإصلاحها. يستكشف هذا الملخص الشامل المفاهيم والمنهجيات الأساسية المستخدمة في تحليل الدائرة.

1. عناصر الدائرة الأساسية:

المقاومات والمكثفات والمحاثات هي العناصر السلبية الأساسية التي واجهتها في الدوائر. تعيق المقاومات التدفق الحالي ، وتخزين المكثفات الطاقة في حقل كهربائي ، وتخزن المحاثات الطاقة في مجال مغناطيسي. يتميز كل عنصر بعلاقته التأسيسية المحددة: قانون أوم للمقاومات (V = IR) ، ومعادلة المكثف (I = C (DV/DT)) ، ومعادلة المحث (V = L (DI/DT)). فهم هذه العلاقات أمر بالغ الأهمية لتحليل سلوك الدائرة.

2. قوانين Kirchhoff:

القانون الحالي لـ Kirchhoff (KCL) وقانون الجهد في Kirchhoff (KVL) من المبادئ الأساسية التي تحكم سلوك الدائرة. ينص KCL على أن مجموع التيارات الجبرية التي تدخل عقدة هو صفر ، مما يعكس مبدأ الحفاظ على الرسوم. ينص KVL على أن المبلغ الجبري للفولتية حول أي حلقة مغلقة في الدائرة هو صفر ، مما يعكس مبدأ الحفاظ على الطاقة. توفر هذه القوانين أدوات قوية لتحليل شبكات الدوائر.

3. تقنيات تحليل الدائرة:

عدة تقنيات تسهل تحليل الدائرة. يقوم تحليل الجهد العقدة بتعيين الفولتية لكل عقدة في الدائرة ويطبق KCL لصياغة نظام من المعادلات. يعين تحليل التيار الشبكي التيارات التيارات لكل شبكة (حلقة) في الدائرة وتطبق KVL على صياغة المعادلات. يحلل التراكب ، الذي ينطبق على الدوائر الخطية ، استجابة الدائرة لكل مصدر مستقل بشكل فردي ، ثم يلخص الاستجابات الفردية للحصول على الاستجابة الكلية. نظريات Thevenin ونورتون تبسيط الدوائر المعقدة من خلال تمثيلها كدوائر مكافئة تتكون من جهد واحد أو مصدر تيار واحد ومقاومة واحدة.

4. تحليل دائرة التيار المتردد:

دوائر AC تنطوي على الفولتية والتيارات الجيبية. يبسط تمثيل Phasor التحليل من خلال تمثيل الكميات الجيبية كأعداد معقدة. المعاوقة ، مكافئ التيار المتردد للمقاومة ، تشتمل على المقاومة والسعة والحث. يستخدم تحليل دائرة التيار المتردد نفس القوانين الأساسية مثل تحليل DC ، ولكن مع تمثيل Phasor وحسابات المعاوقة. تصبح مفاهيم مثل عامل الطاقة ، والقوة الظاهرة ، والقوة التفاعلية ذات الصلة في دوائر التيار المتردد.

5. تحليل عابر:

تحليل عابر يفحص استجابة الدائرة للتغيرات المفاجئة ، مثل تبديل الأحداث. تصف المعادلات التفاضلية سلوك الدائرة خلال فترة عابرة. توفر تقنيات مثل Laplace Transfors أدوات قوية لحل هذه المعادلات وتحديد استجابة الدائرة بمرور الوقت. تعتبر المفاهيم مثل ثوابت الوقت والاستجابة المستقرة حاسمة في التحليل العابر.

6. استجابة التردد:

تحليل استجابة التردد يفحص سلوك الدائرة كدالة للتردد. تميز وظائف النقل ، المعبر عنها كنسب للإخراج إلى مرور الإدخال ، استجابة الدائرة لترددات مختلفة. تمثل مؤامرات البود بيانياً حجم ومرحلة وظيفة النقل مقابل التردد ، مما يوفر رؤى حول خصائص تردد الدائرة. تعتبر مفاهيم النطاق الترددي والرنين والتصفية ضرورية في تحليل استجابة التردد.

7. مكبرات الصوت التشغيلية (OP-AMPS):

OP-AMPs هي مكونات نشطة متعددة الاستخدامات ذات مكاسب عالية ومقاومة للمدخلات. يتم استخدامها على نطاق واسع في تطبيقات الدوائر المختلفة ، بما في ذلك التضخيم والتصفية ومعالجة الإشارات. يقوم تحليل OP-AMP المثالي بتبسيط الحسابات عن طريق افتراض مكاسب لا نهائية ومقاومة المدخلات. تتضمن اعتبارات OP-AMP العملية ربحًا محدودًا ، وتيارات تحيز المدخلات ، وفولتية الإزاحة.

8. الدوائر الرقمية:

تعمل الدوائر الرقمية بمستويات الجهد المنفصل ، والتي تمثل عادة القيم الثنائية (0 و 1). البوابات المنطقية هي اللبنات الأساسية للدوائر الرقمية ، وتنفيذ عمليات منطقية مثل ، أو ، وليس. يوفر الجبر المنطقي إطارًا رياضيًا لتحليل وتصميم الدوائر الرقمية. تقوم الدوائر المنطقية المركب بتطبيق وظائف منطقية بناءً على قيم الإدخال الحالية ، في حين أن الدوائر المنطقية المتسلسلة تتضمن الذاكرة هLements لتخزين الحالات السابقة.

يوفر هذا الملخص الشامل نظرة عامة واسعة على المفاهيم والتقنيات الرئيسية في تحليل الدائرة. إتقان هذه المبادئ أمر ضروري لأي مهندس كهربائي يسعى إلى تصميم الأنظمة الإلكترونية المعقدة وتحليلها واستكشافها.