DC Analiza curentului de plasă

Codul Genezei- film crestin subtitrat romana- The Genesis Code film (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC Analiza curentului de plasă

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 dvs. de testare să ofere 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

Scrieți două ecuații de buclă KVL pentru acest circuit, folosind I 1 și I 2 ca singurele variabile:

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

KVL ecuația pentru bucla stânga:

6 - 1000 I 1 - 1000 (I 1 + I 2 ) + 1 = 0

Ecuația KVL pentru buclă dreaptă:

7, 2 - 1000 I 2 - 1000 (I 1 + I 2 ) + 1 = 0

Următoarea întrebare: care sunt valorile lui I 1 și I 2, pe baza acestui sistem de ecuații "note hidden"> Note:

Ecuațiile studenților ar putea să nu arate exact ca acestea, în funcție de modul în care au "pășit" în jurul buclelor care au înregistrat scăderi de tensiune. Atâta timp cât toți pot ajunge la aceleași răspunsuri pentru I 1 și I 2, nu contează. De fapt, este bine ca studenții diferiți să propună diferite forme de ecuații pentru a demonstra că aceleași răspunsuri sunt obținute de fiecare dată.

Întrebarea 5

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

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 6

Scrieți ecuațiile KVL pentru acest circuit, având în vedere următoarele direcții de curent ale rețelei și apoi rezolvați pentru curentul de încărcare prin bateria # 1:

Acum, scrieți ecuațiile KVL pentru același circuit după inversarea direcției curentului de rețea I2. Cum această inversare a curentului de rețea I 2 afectează scrierea celor două ecuații KVL și, de asemenea, calculul răspunsului la curentul de încărcare al bateriei # 1 "/ / www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images /quiz/01051x02.png ">

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Ecuațiile KVL cu curenții I 1 și I 2 care se cuplează între ele prin intermediul bateriei # 1:

0.5I 1 + 0.2I 1 + 0.2 (I 1 + I 2 ) + 1.5 (I 1 + I 2 ) + 23.5 - 29 = 0

1, 5 (I 1 + I 2 ) + 0, 2 (I 1 + I 2 ) + 0, 2 I 2 + I 2 - 24, 1 + 23, 5 = 0

Ecuațiile KVL cu curenții I 1 și I 2 care se cuplează reciproc prin bateria # 1:

0.5I 1 + 0.2I 1 + 0.2 (I 1 - I 2 ) + 1.5 (I 1 - I 2 ) + 23.5 - 29 = 0

1, 5 (I 2 - I 1 ) + 0, 2 (I 2 - I 1 ) + 0, 2 I 2 + I 2 + 24, 1 - 23, 5 = 0

I bat1 = 1, 7248 A

Note:

Elevii dvs. pot găsi mai ușor configurarea ecuațiilor KVL cu cei doi curenți de plasă care merg în aceeași direcție prin bateria # 1, dar aceștia ar trebui să poată ajunge la același răspuns în ambele sensuri. Este foarte important pentru studenții dvs. să înțeleagă tehnica Current Mesh că sunt capabili să se ocupe de ambele situații!

Întrebarea 7

Metoda "Mesh Current" de analiză a rețelei funcționează bine pentru a calcula curenții în circuitele de bridge neechilibrate. Luați acest circuit, de exemplu:

Scrieți trei ecuații pentru acest circuit, urmând acești trei curenți de plasă:

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Trei ecuații de plasă:

170I 1 + 50I 2 - 120I 3 = 10

50I 1 + 300I 2 + 100I 3 = 0

-120I 1 + 100I 2 + 420I 3 = 0

Note:

Ecuațiile studenților ar putea să nu arate exact ca acestea, în funcție de modul în care au "pășit" în jurul buclelor care au înregistrat scăderi de tensiune. Atâta timp cât toți pot ajunge la aceleași răspunsuri pentru I 1, I 2 și I 3, nu contează. De fapt, este bine ca studenții diferiți să propună diferite forme de ecuații pentru a demonstra că aceleași răspunsuri sunt obținute de fiecare dată.

De importanță deosebită în această problemă este modul în care elevii reprezintă doi curenți de interferență la un singur rezistor în ecuațiile lor. O greșeală obișnuită pentru analiștii actuali ai mesh-urilor actuale este să nu se ia în considerare direcțiile relative ale curenților de contracție. Ea face o mare diferență dacă două curenți de plasă se deplasează în aceeași direcție printr-un rezistor sau dacă merg în direcții opuse!

Întrebarea 8

Un stil foarte interesant de divizare a tensiunii a apărut într-o emisiune electronică, 10 mai 1973. A folosit trei șiruri de rezistențe conectate în serie și cleme de conectare pentru a furniza 1000 de etape de divizare a tensiunii cu numai 31 de rezistențe,

Prin deplasarea punctelor de conectare între aceste șiruri de rezistențe, se pot obține diferite fracții ale tensiunii de intrare la ieșire:

În scopul analizei, putem simplifica orice configurație dată a acestui circuit de divizare a tensiunii într-o rețea de rezistori mai puțini, în această formă:

Desenați rețelele simplificate pentru fiecare dintre cele două configurații date (V out = 6.37 volți și V out = 2.84 volți), afișând toate valorile rezistenței și apoi aplicați analiza curentului de rețea pentru a verifica tensiunile de ieșire date în fiecare caz.

Notă: va trebui să rezolvați un set de ecuații simultane: 4 ecuații cu 4 necunoscute, pentru a obține fiecare răspuns. Vă recomandăm cu insistență să utilizați un calculator științific pentru a efectua aritmetica necesară!

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Dacă aveți nevoie de verificarea muncii dvs., ar trebui să utilizați un program de simulare pe calculator, cum ar fi SPICE, pentru a "face matematica" pentru tine.

Note:

Există o mulțime de lucruri de configurare și aritmetică de făcut în analiza acestor două configurații de circuite. Acest exercițiu nu este doar o aplicare aprofundată a metodei curentului, dar servește și ca o aplicație excelentă pentru software-ul de simulare pe calculator. Oferiți elevilor posibilitatea de a analiza ambele circuite cu software-ul de simulare, astfel încât acestea să aprecieze puterea acestei tehnologii.

Adresați-vă elevilor dvs. această întrebare: "Să presupunem că un student intră în circuitul lor într-un program de simulare pe calculator, iar programul îi dă un răspuns despre care se știe că este incorect. Ce înseamnă acest fapt pentru student "meta-tags hidden-print">

Instrumente asociate:

Edge Coupling Microstrip Calculator Impedanță Pi Attenuator Calculator de Temperatură Convertor

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →