Mešano električno vezje

Pojasnjujemo, kaj je mešano vezje, njegove značilnosti, dele, simbole in dajemo več primerov

Kaj je mešano vezje?

On Mešano električno vezje To je tisti, ki vsebuje elemente, povezane tako zaporno kot vzporedno, tako da se pri zapiranju vezja v vsakem od njih vzpostavijo različne napetosti in tokovi.

Vezja so zasnovana z najrazličnejšimi cilji in njihovi elementi pripadajo dvema kategorijama: sredstva in obveznosti.

Aktivni elementi vezja so generatorji ali napetostni ali trenutni viri, neposredni ali nadomestni. Po drugi strani pa so pasivni elementi upor, kondenzatorji ali kondenzatorji in tuljave. Eden in drugi priznavajo povezave v seriji in vzporedni, pa tudi kombinacije le -teh.

Zgornja slika prikazuje kot primer mešana povezava električnih uporov z baterijo in stikalom. Odpornosti r₁, R₂ in r₃ Povezani so v seriji, medtem ko so R upori₄, R₅ in r₆ Povezani so vzporedno.

Druge možne povezave, ki se razlikujejo od serijskih vzporednih povezav, so Delta (ali trikotnik) in zvezda, ki se pogosto uporabljajo v električnih strojih, ki jih hranijo z izmeničnim tokom.

Značilnosti mešanega vezja

Na splošno v mešanem vezju opazimo naslednje:

• Podajanje vezja je lahko prek neposrednega generatorja (baterije) ali nadomestnega.
• Šteje se, da kabli ali žice, ki združujejo različne elemente.
• Tako napetost kot tok sta lahko v času konstantna ali spremenljiva. Kapitalske črke se uporabljajo za označevanje konstantnih vrednosti in male črke, kadar spremenljivka.
• V čisto uporovnih mešanih vezjih je tok skozi serijske upornosti enak, medtem ko je v vzporednih uporih na splošno drugačen. Za izračun toka in napetosti skozi vsak upor se vezje običajno zmanjša na edinstven upor, imenovan enakovredni upor ali r_Eq .

Lahko vam služi: vektorska odštevanje: grafična metoda, primeri, vaje

Serijski upori

Odpornosti v vzporednici

• Če je vezje sestavljeno iz N kondenzatorjev, ko je enakovredna kapacitivnost C povezana zaporedno_Eq rezultat:

Kondenzatorji serije

Vzporedni kondenzatorji

• Tuljave ali induktorji upoštevajo enaka pravila povezanosti kot odpor. Torej, ko želite zmanjšati serijsko povezavo tuljave, da dobite enakovredno induktivnost L_Eq, Uporabljajo se naslednje formule:

Serijski induktorji

Induktorji vzporedno

• Za reševanje mešanih vezij z upori se uporablja zakon Ohm in Kirchoffovi zakoni. V preprostih uporovnih vezjih je Ohmov zakon dovolj, toda za bolj zapletene mreže je potrebno.

Razmerje med napetostjo in tokom

Glede na element vezja je povezava med napetostjo ali napetostjo skozi element z intenzivnostjo toka, ki gre skozi njega:

Odpornost r

OHM -ov zakon se uporablja:

v_R(t) = r ∙ i_R(T)

Kondenzator c

Induktivnost l

Deli mešanega vezja

V električnem tokokrogu se razlikujejo naslednji deli:

Vozel

Sindikalna točka med dvema ali več prevodnimi žicami, ki povezujejo nekatere aktivne ali obveznosti vezja.

Podružnica

Elementi, bodisi aktivni ali obveznosti, ki sta med dvema zaporednima vozlima.

Mreža

Zaprti del vezja je potoval, ne da bi dvakrat šel skozi isto točko. Lahko ali ne ima napetosti ali toka.

Kirchoffovi zakoni ali pravili

Kirchoffova pravila veljajo tako, ali so tokovi in ​​napetosti konstantni ali če so odvisni od časa. Čeprav se običajno imenujejo zakoni, so dejansko pravila za uporabo načel ohranjanja za električna vezja.

Vam lahko služi: fizika trdnega stanja: lastnosti, struktura, primeri

Prvo pravilo

Vzpostavlja načelo ohranjanja obremenitve in poudarja, da vsota trenutne intenzivnosti, ki vstopijo v vozla, enakovredna vsoti intenzivnosti, ki izhaja iz njega:

∑ i_vhod = ∑ i_izhod

Drugo pravilo

Ob tej priložnosti se vzpostavi načelo varčevanja z energijo, ko navaja, da je algebrska vsota napetosti v zaprtem delu vezja (mreže) nič.

∑ VI = 0

Simboli

Za olajšanje analize vezij se uporabljajo naslednji simboli:

Primeri mešanega vezja

Primer 1

Narišite mešano vezje začetne slike kompaktno z zgoraj opisanimi simboli.

Odgovor

Primer 2

V vezju primera 1 imate naslednje vrednosti za upore in baterijo:

R₁ = 50 Ω; R₂ = 100 Ω; R₃ = 75 Ω, r₄ = 24 Ω, r₅ = 48 Ω; R₆ = 48 Ω; ε = 100 V

Za prikazano vezje se baterija šteje za idealno, to je, da nima notranjega upora. Običajno imajo prave baterije majhen notranji upor, ki je narisan zaporedno z baterijo in se obravnava enako kot ostali upori v vezju.

Izračunajte naslednje:

• a) enakovredna upor vezja.
• b) vrednost toka, ki izhaja iz baterije.
• c) napetosti in tokovi v vsakem uporu.

Odgovor na

Prva skupina odpornosti: r₁ = 50 Ω; R₂ = 100 Ω; R₃ = 75 Ω je serijsko povezano, zato je enakovredna upor R₁₂₃:

R₁₂₃ = R₁ + R₂ + R₃ = 50 Ω + 100 Ω + 75 Ω = 225 Ω

Lahko vam služi: tretji zakon termodinamike: formule, enačbe, primeri

Kar zadeva skupino odpornosti R₄ = 24 Ω, r₅ = 48 Ω; R₆ = 48 Ω, so vzporedno povezane in uporabljati je treba ustrezno formulo:

 Vzajemni ali obratni prejšnji rezultat je enakovredna odpornost za skupino:

R₄₅₆ = 12 Ω

Pridobljeno poenostavljeno vezje je prikazano v naslednjem grafu, sestavljen iz dveh serijskih uporov z baterijo ali baterijo. Ti dve upori se dodata, da bi našli enakovredno upornost prvotnega R vezja_Eq:

R_Eq= 225 Ω + 12 Ω = 237 Ω

Odgovor b

Tok, ki zapusti baterijo (s konvencijo je vedno narisano s pozitivnim polom) se izračuna s poenostavljenim vezjem, ki je sestavljen iz enakovrednega upora r_Eq serijsko z baterijo, za katero se uporablja Ohmov zakon:

ε = i · r

I = ε / r = 100 V / 237 ω = 0.422 a

Odgovor c

Napetosti in tokovi v vsakem od uporov SA izračunajo po zakonu Ohma. Prva stvar, ki jo opazimo, je, da tok, ki izhaja iz baterije₁ , R₂ in r₃ In namesto tega je razdeljen s prečkanjem r₄ , R₅ in r₆.

Napetosti v₁, V₂ in v₃ so:

V₁  = 0.422 A × 50 Ω = 21.1 v
V₂  = 0.422 a × 100 Ω = 42.2 v
V₃  = 0.422 a × 75 Ω = 31.7 v

Voltajes V₄, V₅ in v₆ Imajo enako vrednost, saj so upori vzporedno:

V₄ = V₅ = V₆ = 0.422 A × 12 Ω = 5.06 V

In ustrezni tokovi so:

Yo₄ = 5.06 V / 24 ω = 0.211 a

Yo₅ = I₆ = 5.06 V / 48 Ω = 0.105 a

Upoštevajte to z dodajanjem i₄, Yo₅ in jaz₆ Skupni tok, ki izhaja iz baterije.