DC Analiza curenta a ramificatiei

FARMLANDS (2018) Official Documentary (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC Analiza curenta a ramificatiei

Tehnici de analiză a rețelei


Intrebarea 1

Nu stați acolo! Construiți ceva!

Învățarea de a analiza matematic circuitele necesită mult studiu și practică. În mod obișnuit, elevii practică prin lucrul prin numeroase probleme de probă și verificând răspunsurile lor față de cele oferite de manual sau instructor. În timp ce acest lucru este bun, există o cale mult mai bună.

Veți învăța mult mai mult prin construirea și analizarea circuitelor reale, permițând echipamentul de testare să furnizeze "răspunsurile" în loc de o carte sau de o altă persoană. Pentru exerciții de construire a circuitelor de succes, urmați acești pași:

  1. Cu atenție măsurați și înregistrați toate valorile componentelor înainte de construcția circuitului.
  2. Desenați diagrama schematică pentru circuitul care urmează să fie analizat.
  3. Construiți cu atenție acest circuit pe un panou sau alt mediu convenabil.
  4. Verificați precizia construcției circuitului, urmărind fiecare cablu la fiecare punct de conectare și verificând elementele unu-câte unul pe diagramă.
  5. Analiza matematică a circuitului, rezolvarea tuturor valorilor tensiunii, curentului etc.
  6. Măriți cu atenție aceste cantități, pentru a verifica corectitudinea analizei.
  7. Dacă există erori substanțiale (mai mari de câteva procente), verificați cu atenție construcția circuitului în funcție de diagramă, apoi calculați cu atenție valorile și re-măsurați cu atenție.

Evitați valorile rezistorului foarte mari și foarte scăzute, pentru a evita erorile de măsurare cauzate de încărcarea contorului. Vă recomandăm rezistențe între 1 kΩ și 100 kΩ, cu excepția cazului în care, desigur, scopul circuitului este de a ilustra efectele încărcării contoarelor!

O modalitate prin care puteți economisi timp și reduce posibilitatea de eroare este să începeți cu un circuit foarte simplu și să adăugați incremental componente pentru a crește complexitatea acestuia după fiecare analiză, mai degrabă decât să construiți un circuit complet nou pentru fiecare problemă de practică. O altă tehnică de economisire a timpului este de a reutiliza aceleași componente într-o varietate de configurații diferite de circuite. În acest fel, nu va trebui să măsurați valoarea unei componente mai mult decât o dată.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Lăsați electronii înșiși să vă dea răspunsul la propriile "probleme practice"!

Note:

Experiența mea a fost că studenții au nevoie de multă practică cu analiza circuitului pentru a deveni competenți. În acest scop, instructorii oferă de obicei studenților lor o mulțime de probleme de practică prin care să lucreze și oferă răspunsuri elevilor să-și controleze munca. În timp ce această abordare îi face pe studenți să se familiarizeze cu teoria circuitelor, nu reușește să le educe pe deplin.

Elevii nu au nevoie doar de practică matematică. Aceștia au nevoie, de asemenea, de circuite de construcție practice practice și de echipamente de testare. Deci, sugerez următoarea abordare alternativă: elevii ar trebui să- și construiască propriile "probleme de practică" cu componente reale și să încerce să prezică matematic diferitele valori de tensiune și curent. În acest fel, teoria matematică "vine în viață", iar studenții dobândesc o experiență practică pe care nu ar câștiga doar prin rezolvarea ecuațiilor.

Un alt motiv pentru a urma această metodă de practică este de a preda studenților metodă științifică : procesul de testare a unei ipoteze (în acest caz, predicții matematice) prin efectuarea unui experiment real. Elevii vor dezvolta, de asemenea, abilități reale de depanare, deoarece uneori fac erori de construcție a circuitelor.

Petreceți câteva momente de timp cu clasa dvs. pentru a revizui unele dintre "regulile" de construire a circuitelor înainte de a începe. Discutați aceste probleme cu elevii dvs. în aceeași manieră Socratică, în mod normal, ați discuta cu întrebările din foaia de lucru, în loc să le spuneți pur și simplu ce ar trebui și nu ar trebui să facă. Nu mă mai opresc niciodată să fiu uimită de modul în care elevii slab înțeleg instrucțiunile atunci când sunt prezentați într-un format tipic de prelegere (instructor monolog)!

O notă adresată acelor instructori care se pot plânge de timpul "irosit" trebuie să-i facă pe elevi să construiască circuite reale în loc să analizeze doar matematic circuitele teoretice:

Care este scopul studenților care vă ia cursul "panoul de lucru" panoul panoului de lucru implicit?

intrebarea 2

Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor care acționează ca un regulator de curent constant. Din motive de analiză, tranzistorii sunt adesea considerați ca surse de curent constant:

Să presupunem că am nevoie pentru a calcula cantitatea de curent extras de la sursa de 6 volți în acest circuit tranzistor dual-sursă:

Știm că curenții combinați din cele două surse de tensiune trebuie să adauge până la 5 mA, deoarece Legea curentă a lui Kirchhoff ne spune că curenții se adaugă algebric la orice nod. Bazându-ne pe aceste cunoștințe, eticheta curentului prin bateria de 6 volți poate fi etichetă drept "I", iar curentul prin bateria de 7, 2 volți ca "5 mA - I":

Legea de tensiune a lui Kirchhoff ne spune că suma algebrică a tensiunii în jurul valorii de orice "buclă" într-un circuit trebuie să fie egală cu zero. Pe baza tuturor acestor date, calculați valoarea lui I:

Indiciu: ecuațiile simultane nu sunt necesare pentru a rezolva această problemă!

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

I = 1, 9 mA

Note:

Am scris această întrebare în așa fel încât să imite analiza curentă ramură / rețea, dar cu suficiente informații suplimentare (și anume, valoarea sursei curente) că există o singură variabilă de rezolvat. Ideea aici este de a pregăti elevii pentru a înțelege de ce ecuațiile simultane sunt necesare în circuite mai complexe (atunci când necunoscutele nu pot fi exprimate cu toții în termeni de o singură variabilă).

Întrebarea 3

Acest circuit tranzistor este alimentat de două surse de tensiune diferite, unul care emite 6 volți, iar celălalt este variabil.

Tranzistorii acționează natural ca dispozitive de reglare a curentului și sunt adesea analizați ca și cum ar fi surse curente. Să presupunem că acest tranzistor sa întâmplat să regleze curentul la o valoare de 3, 5 mA:

Cât de mare trebuie să fie reglată tensiunea sursei variabile, până când nu se extrage curent din bateria de 6 volți "# 3"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

E = 9, 5 V

Note:

Scopul acestei întrebări este de ai face pe studenți să aplice ceea ce știu despre legile circuitului de bază (Legea lui Ohm, KVL, KCL) pentru a rezolva o singură valoare de tensiune. Ca de obicei, metoda de soluționare este mult mai importantă decât răspunsul.

Dacă unii studenți sunt complet confuzi în ceea ce privește modul de a rezolva această tensiune, sugerează că "trimit" răspunsul dat în circuit și determină curenții și căderile de tensiune. Ce observă când fac asta? Ce condiții neobișnuite se remarcă cu sursa variabilă la 9, 5 volți? Sunt oricare dintre aceste condiții lucruri pe care le-ar putea avea (sau ar fi trebuit) să le cunoască înainte de a cunoaște tensiunea sursei variabile, având în vedere condiția ". . . fără curent (tras) de la acumulatorul de 6 volți "?

Întrebarea 4

Descrieți, pas cu pas, pașii necesari pentru a calcula toți curenții și căderile de tensiune într-o rețea de curent continuu folosind metoda curentă a filialei .

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Există mai multe manuale și alte referințe care definesc pașii necesari în această metodă de analiză. Lasă sarcina de a cerceta acești pași pentru tine!

Note:

Elevii pot găsi mici diferențe între variațiile metodei de analiză "Branch Current" descrise în diferite referințe. Cu toate acestea, aceste diferențe nu au nicio consecință.

Întrebarea 5

În timp ce metoda "Branch Current" poate fi folosită pentru a analiza un circuit de bridge neechilibrat, este nevoie de o mulțime de calcul! În acest circuit, determinați câte variabile sunt necesare pentru a rezolva toate curenții:

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Sunt necesare șase variabile pentru a se ține cont de toate valorile unice ale curentului din acest circuit (I 1 până la I 6 ).

Întrebare de provocare: săgeți în acest circuit reprezentând acești șase curenți și scrieți o ecuație KCL pentru fiecare nod.

Note:

Cereți studenților dvs. să explice de ce este dificil să se rezolve curenții într-un circuit ca acesta folosind metoda "Branch Current". Câte ecuații ar fi necesare pentru a rezolva valorile a șase variabile "panel de lucru panou panou panou implicit" itemscope>

Întrebarea 6

Re-trageți circuitul prezentat aici în formă schematică și rezolvați căderea de tensiune pe cele două rezistoare folosind metoda "Branch Current":

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

E 2200 Ω = 5.713 V

E 4700 Ω = 11, 89 V

Note:

Asigurați-vă că petreceți timp cu elevii dvs., comparând diferitele strategii de soluționare. Dacă există atât de multe combinații de moduri de a desena curenți de ramură și de a scrie ecuații, este foarte puțin probabil ca munca tuturor elevilor să fie identică. Lecția importantă aici este că variații diferite conduc la aceleași rezultate (corecte).

Întrebarea 7

Calculați cantitatea de curent de încărcare prin bateria # 1 utilizând metoda de analiză a curentului ramificat, având în vedere tensiunile și rezistențele circuitului deschis ale componentelor din acest circuit. Respectați orice rezistență la fire:

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

I bat1 = 1, 7248 A

Note:

Cereți elevilor să dezvăluie ecuațiile pe care le-au rezolvat pentru curent. Ecuațiile lor vor diferi probabil, dar răspunsurile lor finale ar trebui să fie la fel!

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →