Application de génie électrique

Les notes contient

Théorème de Thevenin

Analyse de maillage

Analyse nodale

KCL

kvl

Superposition théorem

Norton's theorem

. Dans la dernière version 4

Dernière mise à jour le 22 juin 2024

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Remarques d'analyse de circuit: Un résumé complet

L'analyse des circuits constitue le fondement de l'ingénierie électrique, fournissant les outils et techniques pour comprendre et prédire le comportement des circuits électriques. Des réseaux résistifs simples aux systèmes complexes impliquant des composants actifs, l'analyse de circuits permet aux ingénieurs de concevoir, d'optimiser et de dépanner les dispositifs et les systèmes électroniques. Ce résumé complet explore les concepts et méthodologies fondamentaux utilisés dans l'analyse des circuits.

1. Éléments de circuit de base:

Les résistances, les condensateurs et les inductances sont les éléments passifs fondamentaux rencontrés dans les circuits. Les résistances entravent le débit de courant, les condensateurs stockent l'énergie dans un champ électrique et les inductives stockent l'énergie dans un champ magnétique. Chaque élément se caractérise par sa relation constitutive spécifique: la loi de l'Ohm pour les résistances (v = IR), l'équation du condensateur (i = c (dv / dt)) et l'équation d'inductance (v = l (di / dt)). Comprendre ces relations est crucial pour analyser le comportement du circuit.

2. Lois de Kirchhoff:

La loi actuelle de Kirchhoff (KCL) et la loi de tension de Kirchhoff (KVL) sont des principes fondamentaux régissant le comportement du circuit. Le KCL déclare que la somme algébrique des courants entrant dans un nœud est nulle, reflétant le principe de conservation des charges. KVL déclare que la somme algébrique des tensions autour de toute boucle fermée dans un circuit est nulle, reflétant le principe de conservation de l'énergie. Ces lois fournissent des outils puissants pour analyser les réseaux de circuits.

3. Techniques d'analyse de circuits:

Plusieurs techniques facilitent l'analyse du circuit. L'analyse de nœud-tension attribue des tensions à chaque nœud du circuit et applique KCL pour formuler un système d'équations. L'analyse à courant de maille attribue des courants à chaque maillage (boucle) dans le circuit et applique KVL pour formuler des équations. La superposition, applicable aux circuits linéaires, analyse la réponse du circuit à chaque source indépendante individuellement, puis résume les réponses individuelles pour obtenir la réponse totale. Les théorèmes de Thevenin et Norton simplifient les circuits complexes en les représentant comme des circuits équivalents composés d'une seule tension ou d'une seule source de courant et d'une seule impédance.

4. Analyse du circuit AC:

Les circuits

AC impliquent des tensions et des courants sinusoïdaux. La représentation du phaseur simplifie l'analyse en représentant des quantités sinusoïdales en tant que nombres complexes. L'impédance, l'équivalent AC de la résistance, intègre la résistance, la capacité et l'inductance. L'analyse du circuit AC utilise les mêmes lois fondamentales que l'analyse DC, mais avec la représentation des phasors et les calculs d'impédance. Des concepts comme le facteur de puissance, la puissance apparente et le pouvoir réactif deviennent pertinents dans les circuits AC.

5. Analyse transitoire:

L'analyse transitoire examine la réponse du circuit à des changements soudains, tels que la commutation des événements. Les équations différentielles décrivent le comportement du circuit pendant la période transitoire. Des techniques comme les transformations de Laplace fournissent des outils puissants pour résoudre ces équations et déterminer la réponse du circuit au fil du temps. Des concepts comme les constantes de temps et la réponse à l'état d'équilibre sont cruciaux dans l'analyse transitoire.

6. Réponse en fréquence:

L'analyse de la réponse en fréquence examine le comportement du circuit en fonction de la fréquence. Les fonctions de transfert, exprimées en rapports de sortie / phaseurs d'entrée, caractérisent la réponse du circuit à différentes fréquences. Les parcelles de Bode représentent graphiquement l'amplitude et la phase de la fonction de transfert en fonction de la fréquence, fournissant des informations sur les caractéristiques de fréquence du circuit. Des concepts comme la bande passante, la résonance et le filtrage sont essentiels dans l'analyse de la réponse en fréquence.

7. Amplificateurs opérationnels (OP-AMP):

Les AMP

sont des composants actifs polyvalents avec un gain élevé et une impédance d'entrée. Ils sont largement utilisés dans diverses applications de circuit, y compris l'amplification, le filtrage et le traitement du signal. L'analyse idéale de l'amplificateur op-amplifie les calculs en supposant un gain infini et une impédance d'entrée. Les considérations pratiques d'amplifications opérationnelles impliquent un gain fini, des courants de biais d'entrée et des tensions de décalage.

8. Circuits numériques:

Les circuits numériques fonctionnent avec des niveaux de tension discrets, représentant généralement des valeurs binaires (0 et 1). Les portes logiques sont les éléments constitutifs fondamentaux des circuits numériques, implémentant des opérations logiques comme et, ou non. L'algèbre booléenne fournit un cadre mathématique pour analyser et concevoir des circuits numériques. Les circuits de logique combinatoire implémentent des fonctions logiques basées sur les valeurs d'entrée actuelles, tandis que les circuits logiques séquentiels incorporent la mémoire ELieurs pour stocker les états précédents.

Ce résumé complet fournit un large aperçu des concepts et techniques clés de l'analyse des circuits. La maîtrise de ces principes est essentielle pour tout ingénieur électricien qui cherche à concevoir, analyser et dépanner des systèmes électroniques complexes.