Superposisi di Sirkuit AC

Klik atau Ketuk sirkuit Contoh di bawah ini untuk mengaktifkan TINACloud dan pilih mode DC Interaktif untuk Menganalisisnya secara Online.
Dapatkan akses biaya rendah ke TINACloud untuk mengedit contoh atau membuat sirkuit Anda sendiri

We have already studied the superposition theorem for DC circuits. In this chapter we will show its application for AC circuits.

Grafikteorema superposisi states that in a linear circuit with several sources, the current and voltage for any element in the circuit is the sum of the currents and voltages produced by each source acting independently. The theorem is valid for any linear circuit. The best way to use superposition with AC circuits is to calculate the complex effective or peak value of the contribution of each source applied one at a time, and then to add the complex values. This is much easier than using superposition with time functions, where one has to add the individual time functions.

To calculate the contribution of each source independently, all the other sources must be removed and replaced without affecting the final result.

When removing a voltage source, its voltage must be set to zero, which is equivalent to replacing the voltage source with a short circuit.

When removing a current source, its current must be set to zero, which is equivalent to replacing the current source with an open circuit.

Sekarang mari kita telusuri contoh.

Di sirkuit yang ditunjukkan di bawah ini

Ri = 100 ohm, R1= 20 ohm, R2 = 12 ohm, L = 10 uH, C = 0.3 nF, vS(t) = 50cos (wt) V, iS(t) = 1cos (wt+30°) A, f=400 kHz.

Notice that both sources have the same frequency: we will only work in this chapter with sources all having the same frequency. Otherwise, superposition must be handled differently.

Temukan arus i (t) dan i1(t) menggunakan teorema superposisi.


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

Mari kita gunakan TINA dan perhitungan tangan secara paralel untuk menyelesaikan soal.

First substitute an open circuit for the current source and calculate the complex phasors I ', I1 ′ karena kontribusi hanya dari VS.

Arus dalam kasus ini sama:

I'= I1'= VS/ (Ri + R1 + j* w* L) = 50 / (120+j2* p* 4 * 105* 10-5) = 0.3992-j0.0836

I'= 0.408 ej 11.83 °A

Selanjutnya gantilah korsleting untuk sumber tegangan dan hitung fasa kompleks I ”, I1” karena kontribusi hanya dari AKU S.

Dalam hal ini kita dapat menggunakan rumus pembagian saat ini:

Saya ”= -0.091 - j Para 0.246

dan

I1" = 0.7749 + j Para 0.2545

Jumlah dari dua langkah:

I = I'+ I”= 0.3082 - j 0.3286 = 0.451 e- j46.9 °A

I1 = I1" + I1'= 1.174 + j 0.1709 = 1.1865 ej 8.28 °A

Hasil ini sesuai dengan nilai yang dihitung oleh TINA:

Fungsi waktu dari arus:

i (t) = 0.451 cos ( wx t - 46.9 ° )A

i1(t) = 1.1865 cos ( wx t + 8.3 ° )A

Senada, hasil yang diberikan Interpreter TINA juga setuju:

{Solusi oleh Interpreter TINA}
f: = 400000;
Vs: = 50;
IG: = 1 * exp (j * pi / 6);
om: = 2 * pi * f;
sys I, I1
I + IG = I1
Vs = I * Ri + I1 * (R1 + j * om * L)
akhir;
I = [308.093m-329.2401m * j]
abs (I) = [450.9106m]
radtodeg (arc (I)) = [- 46.9004]
abs (I1) = [1.1865]
radtodeg (arc (I1)) = [8.2749]
#Solusi dengan Python!
impor matematika sebagai m
impor cmath sebagai c
#Mari kita sederhanakan pencetakan yang rumit
#angka untuk transparansi yang lebih baik:
cp= lambda Z : “{:.4f}”.format(Z)
f = 400000
Vs=50
IG=1*c.exp(kompleks(1j)*c.pi/6)
om=2*c.pi*f
#Kami memiliki [sistem linear] persamaan
#yang ingin kita selesaikan untuk I, I1:
#Aku+IG=I1
#Vs=I*Ri+I1*(R1+j*om*L)
impor numpy sebagai n
#Tuliskan matriks koefisiennya:
A=n.array([[-1,1],[Ri,kompleks(R1+1j*om*L)]])
#Tuliskan matriks konstanta:
b=n.array([IG,Vs])
x=n.linalg.solve(A,b)
saya, saya1=x
mencetak(“Saya=”,cp(Saya))
mencetak(“abs(Saya)= %.4f”%abs(Saya))
print(“derajat(arc(I))= %.4f”%m.derajat(c.fase(I)))
mencetak("abs(I1)= %.4f"%abs(I1))
print(“derajat(arc(I1))= %.4f”%m.derajat(c.fase(I1)))

As we said in the DC chapter on superposition, it gets pretty complicated using the superposition theorem for circuits containing more then two sources. While the superposition theorem can be useful for solving simple practical problems, its main use is in the theory of circuit analysis, where it is employed in proving other theorems.


X
Senang memilikimu DesignSoft
Mari ngobrol jika butuh bantuan menemukan produk yang tepat atau butuh dukungan.
wpchatıco yang