Merrni një qasje me kosto të ulët në TINACloud për të redaktuar shembujt ose për të krijuar qarqet tuaja
Në kapitullin e mëparshëm, ne kemi parë që përdorimi i ligjeve të Kirchhoff për analizën e qarkut AC jo vetëm që rezulton në shumë ekuacione (po ashtu edhe me qarqet DC), por gjithashtu (për shkak të përdorimit të numrave kompleksë) dyfishon numrin e të panjohurave. Për të zvogëluar numrin e ekuacioneve dhe të panjohurave ekzistojnë dy metoda të tjera që mund të përdorim: potenciali i nyjes dhe rrjetë (loop) e tanishme Metodat. Dallimi i vetëm nga qarqet DC është se në rastin AC, duhet të punojmë pengesat komplekse (ose pranimet) për elementet pasive dhe kulm kompleks ose efektiv (rms) vlerat për tensionet dhe rrymat.
Në këtë kapitull do t'i demonstrojmë këto metoda me dy shembuj.
Le të demonstrojmë së pari përdorimin e metodës së potencialeve të nyjeve.
Shembull 1
Gjeni amplituda dhe këndin e fazës së rrymes i (t) nëse R = 5 ohm; L = 2 mH; C1 = 10 mF; C2 = 20 mF; f = 1 kHz; vS(t) = 10 cos wt V dhe iS(t) = koz wt A
Këtu kemi vetëm një nyje të pavarur, N1 me një potencial të panjohur: j vR vL vC2 vIS . Më e mira metoda është metoda e mundshme e nyjës.
Ekuacioni i nyjes:
Ekspres jM nga ekuacioni:
Tani ne mund të llogarisim unëM (amplituda komplekse e rrymes i (t)):
Funksioni kohor i rrymës:
i (t) = 0.3038 cos (wt + 86.3°) A
Duke përdorur TINA
om: = 2000 * pi;
V: = 10;
Është: = 1;
Sys fi
(Fi-V) * j * om * C1 + paraqitur * j * om * C2 + paraqitur / j / om / L + paraqitur / R1-A = 0
fund;
I: = (V-paraqitur) * j * om * C1;
abs (I) = [303.7892m]
radtodeg (hark (I)) = [86.1709]
importoj sympy si s, matematikë si m, cmath si c
cp= lambda Z : "{:.4f}".format(Z)
Replus= lambda R1, R2: R1*R2/(R1+R2)
om=2000*c.pi
V = 10
Është = 1
#Kemi një ekuacion që duam ta zgjidhim
#për fi:
#(fi-V)*j*om*C1+fi*j*om*C2+fi/j/om/L+fi/R1-Is=0
fi=s.simbols('fi')
sol=s.solve([(fi-V)*1j*om*C1+fi*1j*om*C2+fi/1j/om/L+fi/R1-Is],[fi])
fi= [kompleks(Z) për Z në sol.vlerat()][0]
I=(V-fi)*1j*om*C1
print("abs(I)=",cp(abs(I)))
print("gradë(faza(I))",cp(m.gradë(c.faza(I))))
Tani një shembull i metodës aktuale të rrjetës
Gjeni rrymën e gjeneratorit të tensionit V = 10 V, f = 1 kHz, R = 4 kom, R2 = 2 kohm, C = 250 nF, L = 0.5 H, Unë = 10 mA, vS(t) = V cosw t, iS(t) = Mëkatojw t
Megjithëse mund të përdorim përsëri metodën e potencialit të nyjës me vetëm një të panjohur, do ta demonstrojmë zgjidhjen me metoda e rrymës rrjetë.
Le të llogarisim së pari impedancat ekuivalente të R2, L (Z1) dhe R, C (Z2) për të thjeshtuar punën:
Kemi dy rrjetë (sythe) të pavarura. E para është: vS, Z1 dhe Z2 dhe i dyti: iS dhe Z2. Drejtimi i rrymave të rrjetës është: I1 clockwise, unë2 kundër akrepave të sahatit.
Dy ekuacionet e rrjetë janë: VS = J1* (Z1 + Z2) + J2*Z2 J2 = Is
Ju duhet të përdorni vlera komplekse për të gjitha rezistencat, voltazhet dhe rrymat.
Të dy burimet janë: VS = 10 V; IS = -j * 0.01 A.
Ne llogarisim tensionin në volt dhe rezistencën në kohm kështu që marrim rrymën në mA.
Prandaj:
j1(t) = 10.5 cos (w ×t -7.1°) mA
Zgjidhja nga TINA:
Vs: = 10;
Është: = - j * 0.01;
om: = 2000 * pi;
Z1: = R2 * j * om * L / (R2 + j * om * L);
Z2: = R / (1 + j * om * R * C);
Sys I
Vs = I * (Z1 + Z2) + A * Z2
fund;
I = [10.406m-1.3003m * j]
abs (I) = [10.487m]
radtodeg (hark (I)) = [- 7.1224]
importoj sympy si s, matematikë si m, cmath si c
cp= lambda Z : "{:.4f}".format(Z)
Vs=10
Is=-1j*0.01
om=2000*c.pi
Z1=R2*1j*om*L/(R2+1j*om*L)
Z2=R/(1+1j*om*R*C)
#Kemi një ekuacion që duam ta zgjidhim
#për mua:
#Vs=I*(Z1+Z2)+Is*Z2
I=s.simbole('unë')
sol=s.zgjidh([I*(Z1+Z2)+Is*Z2-Vs],[I])
I=[kompleks(Z) për Z në sol.vlera()][0]
print("I=",cp(I))
print("abs(I)=",cp(abs(I)))
print("gradë(faza(I))=",cp(m.gradë(c.faza(I))))
Në fund, le të kontrollojmë rezultatet duke përdorur TINA.