Mitä ovat reaaliaikaisten sähköjärjestelmien peruspiirit?

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Sähköisten peruspiirien perustiedot ja taidot toimivat aina vahvana perustana teknisesti vakaalle kokemukselle. Opiskelijat voivat myös perehtyä voimakkaasti näihin peruspiireihin erityisesti käytännön kokemuksen avulla. Peruspiiri auttaa täten oppijaa ymmärtämään peruskomponentit ja piirin ominaisuudet sen ollessa toiminnassa.

Tässä artikkelissa annetaan peruskäsitteet kahden tyyppisistä sähköpiireistä: vaihtovirta- ja tasavirtapiirit. Lähde tyypistä riippuen sähkö vaihtelee vaihtovirraksi (AC) ja tasavirraksi (DC).




DC-peruspiirit

DC-piireissä sähkö virtaa vakiosuunnassa kiinteällä napaisuudella, joka ei vaihtele ajan mukaan. DC-piiri käyttää tasaisesti nykyiset komponentit kuten vastukset ja vastusyhdistelmät ohimeneviä komponentteja, kuten induktorit ja kondensaattorit, jotka osoittavat mittareita, kuten liikkuvien kelojen volttimittareita ja ampeerimittareiden virtalähteen akkulähteitä, ja niin edelleen.

Näiden piirien analysointiin käytetään erilaisia ​​työkaluja, kuten ohmilakia, jännite- ja virtalakeja, kuten KCL, KVL ja verkkolauseet kuten Thevinens, Nortons, Mesh-analyysi jne. Seuraavassa on joitain DC-peruspiirejä, jotka ilmaisevat DC-piirin toimintaperiaatteen.



Sarja- ja rinnakkaispiirit

DC-peruspiirit

DC-peruspiirit

Resistiiviset kuormat edustavat valaistuskuormia, jotka on kytketty eri kokoonpanoissa kuvassa esitettyjen DC-piirien analysointiin. Kuormien yhdistämistapa muuttaa varmasti piirin ominaisuuksia.


Yksinkertaisessa tasavirtapiirissä resistiivinen kuormitus lamppuna on kytketty akun positiivisten ja negatiivisten napojen väliin. Akku syöttää tarvittavan virran polttimoon ja antaa käyttäjän asettaa kytkimen päälle tai pois päältä vaatimusten mukaisesti.

Sarja- ja rinnakkaisresistanssit

Sarja- ja rinnakkaisresistanssit

DC-lähteen kanssa sarjaan kytketyt kuormat tai vastukset sähköinen symboli valaistuksen kuormitukselle piiri jakaa yhteisen virran, mutta yksittäisten kuormien jännite vaihtelee ja lisätään kokonaisjännitteen saamiseksi. Joten vastuksen päässä on jännitteen pieneneminen verrattuna sarjayhteyden ensimmäiseen elementtiin. Ja, jos kuormitus loppuu piiristä, koko piiri on auki.

Rinnakkaiskokoonpanossa jännite on yhteinen jokaiselle kuormalle, mutta virta vaihtelee kuormituksen nimellisarvon mukaan. Avoimessa piirissä ei ole ongelmaa, vaikka yksi kuorma olisi piiristä. Monet kuormayhteydet ovat tämän tyyppisiä, esimerkiksi kodin johdotus.

DC-piirin kaavat

DC-piirin kaavat

Siksi yllä olevista piireistä ja luvuista voidaan helposti löytää kokonaiskuormituksen kulutus, jännite, virta ja tehonjako tasavirtapiirissä.

AC-peruspiirit

Toisin kuin tasavirta, vaihtojännite tai virta muuttaa suuntaa säännöllisesti, kun se kasvaa nollasta maksimiin ja laskee takaisin nollaan, jatka sitten negatiivisesti maksimiin ja sitten taas takaisin nollaan. Tämän jakson taajuus on Intiassa noin 50 jaksoa sekunnissa. Suuritehoisissa sovelluksissa vaihtovirta on hallitsevampi ja tehokkaampi lähde kuin tasavirta. Teho ei ole yksinkertainen jännitteen ja virran tulo kuin tasavirrassa, mutta se riippuu piirin komponenteista. Katsotaanpa vaihtovirtapiirin käyttäytyminen peruskomponenttien kanssa.

AC-piiri, jossa on vastus

AC-piiri vastuksella

AC-piiri vastuksella

Tämän tyyppisessä piirissä vastuksen yli pudottava jännite on tarkalleen vaiheessa virran kanssa, kuten kuvassa on esitetty. Tämä tarkoittaa, että kun hetkellinen arvojännite on nolla, myös nykyinen arvo tällä hetkellä on nolla. Ja kun jännite on positiivinen tulosignaalin positiivisen puoliaallon aikana, virta on myös positiivinen, joten teho on positiivinen, vaikka ne olisivatkin negatiivisessa puoliaallossa. Tämä tarkoittaa, että vastuksen vaihtovirta haihtuu aina lämpönä ottaessaan sitä lähteestä riippumatta siitä, onko virta positiivinen vai negatiivinen.

AC-piiri induktoreilla

Induktorit vastustavat virran muutosta niiden läpi eivät pidä vastuksia, jotka vastustavat virran virtausta. Tämä tarkoittaa, että kun virtaa kasvatetaan, indusoitu jännite yrittää vastustaa tätä virran muutosta pudottamalla jännitteen. Induktorin yli pudotettu jännite on verrannollinen virran muutosnopeuteen.

AC-piiri induktoreilla

AC-piiri induktoreilla

Siksi, kun virta on suurimmillaan (ei muodonmuutosnopeutta), hetkellinen jännite on tällä hetkellä nolla, ja päinvastainen tapahtuu, kun virta on huipussaan nollassa (sen kaltevuuden suurin muutos), kuten kuvassa . Joten induktorin vaihtovirtapiirissä ei ole nettotehohäviötä.

Siten induktorin hetkellinen teho tässä piirissä on täysin erilainen kuin tasavirtapiiri, jossa se on samassa vaiheessa. Mutta tässä piirissä se on 90 astetta toisistaan, joten teho on ajoittain negatiivinen, kuten kuvassa on esitetty. Negatiivinen teho tarkoittaa, että teho vapautuu takaisin piiriin, kun se absorboi sen loppusyklissä. Tätä nykyisen muutoksen vastustusta kutsutaan reaktanssiksi, ja se riippuu käyttöpiirin taajuudesta.

AC-piiri kondensaattoreilla

TO Kondensaattori vastustaa jännitteen muutosta, joka on erilainen kuin induktori, joka vastustaa virran muutosta. Syöttämällä tai ottamalla virtaa tämäntyyppinen vastakohta tapahtuu, ja tämä virta on verrannollinen kondensaattorin jännitteen muutosnopeuteen.

AC-piiri kondensaattoreilla

AC-piiri kondensaattoreilla

Tässä kondensaattorin läpi kulkeva virta on seurausta piirin jännitteen muutoksesta. Siksi hetkellinen virta on nolla, kun jännite on huippuarvossaan (ei jännitteen kaltevuuden muutosta), ja se on suurin, kun jännite on nolla, joten teho vaihtelee myös positiivisissa ja negatiivisissa jaksoissa. Tämä tarkoittaa, että se ei haihduta energiaa, vaan vain absorboi ja vapauttaa voiman.

Vaihtovirtapiirin käyttäytymistä voidaan myös analysoida yhdistämällä yllä olevat piirit, kuten RL, RC ja RLC-piirit sarjassa ja rinnakkain yhdistelminä. Ja myös yllä olevien piirien yhtälöt ja kaavat on vapautettu tässä artikkelissa monimutkaisuuden vähentämiseksi, mutta yleisenä ajatuksena on antaa peruskäsite sähköpiireistä.

Toivomme, että olet ehkä ymmärtänyt nämä perusasiat sähköpiirit ja haluaisi saada lisää käytännön kokemusta erilaisista sähköisistä ja elektronisista piireistä. Kommentoi vaatimuksiasi alla olevassa kommenttiosassa. Olemme aina valmiita auttamaan sinua opastamaan tällä valitsemallasi alueella.

Valokuvahyvitykset