logo
ไฟฟ้า

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทฤษฎีบทเครือข่ายในวิศวกรรมไฟฟ้า

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ทฤษฎีบทของวงจรไฟฟ้ามีประโยชน์เสมอในการช่วยค้นหาแรงดันและกระแสในวงจรหลายวง ทฤษฎีเหล่านี้ใช้กฎพื้นฐานหรือสูตรและสมการพื้นฐานของคณิตศาสตร์ในการวิเคราะห์ ส่วนประกอบพื้นฐานของไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ พารามิเตอร์เช่นแรงดันกระแสไฟฟ้าความต้านทานและอื่น ๆ ทฤษฎีบทพื้นฐานเหล่านี้รวมถึงทฤษฎีบทพื้นฐานเช่นทฤษฎีบท Superposition, ทฤษฎีบทของ Tellegen, ทฤษฎีบทของนอร์ตัน, ทฤษฎีบทการถ่ายโอนกำลังสูงสุดและทฤษฎีบทของ Thevenin ทฤษฎีบทเครือข่ายอีกกลุ่มหนึ่งที่ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการวิเคราะห์วงจร ได้แก่ ทฤษฎีบทการชดเชย, ทฤษฎีบทการทดแทน, ทฤษฎีบทซึ่งกันและกัน, ทฤษฎีบทของมิลแมนและทฤษฎีบทของมิลเลอร์

ทฤษฎีบทเครือข่าย

ทฤษฎีบทเครือข่ายทั้งหมดจะกล่าวโดยย่อด้านล่าง




1. ทฤษฎีบทตำแหน่งซุปเปอร์

ทฤษฎีบท Superposition เป็นวิธีหนึ่งในการกำหนดกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ในวงจรที่มีแหล่งที่มาหลายแหล่ง (พิจารณาทีละแหล่ง) ทฤษฎีบทการซ้อนทับระบุว่าในเครือข่ายเชิงเส้นที่มีแหล่งกำเนิดและความต้านทานกระแสไฟฟ้าจำนวนหนึ่งกระแสไฟฟ้าผ่านสาขาใด ๆ ของเครือข่ายคือผลรวมพีชคณิตของกระแสเนื่องจากแหล่งที่มาแต่ละแหล่งเมื่อทำหน้าที่อย่างอิสระ

ทฤษฎีบทตำแหน่งซุปเปอร์

ทฤษฎีบทตำแหน่งซุปเปอร์



ทฤษฎีบท Superposition ใช้ในเครือข่ายเชิงเส้นเท่านั้น ทฤษฎีบทนี้ใช้ทั้งในวงจร AC และ DC ซึ่งจะช่วยในการสร้างวงจรเทียบเท่า Thevenin และ Norton

ในรูปด้านบนวงจรที่มีแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าสองตัวจะแบ่งออกเป็นสองวงจรตามคำกล่าวของทฤษฎีบทนี้ แต่ละวงจรที่นี่ทำให้วงจรทั้งหมดดูง่ายขึ้นด้วยวิธีที่ง่ายขึ้น และด้วยการรวมวงจรทั้งสองนี้เข้าด้วยกันอีกครั้งหลังจากการทำให้เข้าใจง่ายแต่ละส่วนเราสามารถค้นหาพารามิเตอร์เช่นแรงดันตกที่ความต้านทานแต่ละตัวแรงดันไฟฟ้าของโหนดกระแส ฯลฯ

“ทำไมแอมป์ของฉันถึงฟิวส์ขาดอยู่เรื่อย ”

2. ทฤษฎีบทของ Thevenin

คำให้การ: เครือข่ายเชิงเส้นที่ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานจำนวนหนึ่งสามารถแทนที่ได้ด้วยเครือข่ายที่เทียบเท่าซึ่งมีแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเดียวที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าของ Thevenin (Vthv) และความต้านทานเดี่ยวที่เรียกว่า (Rthv)


Thevenin’s Theorem

Thevenin’s Theorem

รูปด้านบนอธิบายว่าทฤษฎีบทนี้ใช้ได้กับการวิเคราะห์วงจรอย่างไร แรงดันไฟฟ้า Thevinens คำนวณโดยสูตรที่กำหนดระหว่างขั้ว A และ B โดยการทำลายลูปที่ขั้ว A และ B นอกจากนี้ความต้านทาน Thevinens หรือความต้านทานที่เทียบเท่าจะคำนวณโดยการลัดวงจรของแหล่งกำเนิดแรงดันและแหล่งจ่ายกระแสหมุนเวียนแบบเปิดดังแสดงในรูป

ทฤษฎีบทนี้สามารถใช้ได้กับทั้งเครือข่ายเชิงเส้นและทวิภาคี ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวัดความต้านทานด้วยสะพานวีทสโตน

3. ทฤษฎีบทของนอร์ตัน

ทฤษฎีบทนี้ระบุว่าวงจรเชิงเส้นใด ๆ ที่มีแหล่งพลังงานและความต้านทานหลายตัวสามารถถูกแทนที่ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสคงที่เดียวควบคู่ไปกับตัวต้านทานตัวเดียว

ทฤษฎีบทของนอร์ตัน

ทฤษฎีบทของนอร์ตัน

นี่ก็เหมือนกับทฤษฎีบท Thevinens ซึ่งเราพบค่าความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าเทียบเท่า Thevinens แต่ที่นี่จะกำหนดค่าเทียบเท่าปัจจุบัน ขั้นตอนการค้นหาค่าเหล่านี้แสดงดังตัวอย่างในรูปด้านบน

4. ทฤษฎีบทการถ่ายโอนกำลังสูงสุด

ทฤษฎีบทนี้อธิบายเงื่อนไขสำหรับการถ่ายโอนพลังงานสูงสุดเพื่อโหลดภายใต้เงื่อนไขวงจรต่างๆ ทฤษฎีบทระบุว่าการถ่ายโอนพลังงานโดยแหล่งที่มาไปยังโหลดจะสูงสุดในเครือข่ายเมื่อความต้านทานต่อโหลดเท่ากับความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด สำหรับอิมพีแดนซ์โหลดของวงจร AC ควรตรงกับอิมพีแดนซ์ต้นทางเพื่อการถ่ายโอนพลังงานสูงสุดแม้ว่าโหลดจะทำงานที่ต่างกัน ปัจจัยอำนาจ .

ทฤษฎีบทการถ่ายโอนกำลังสูงสุด

ทฤษฎีบทการถ่ายโอนกำลังสูงสุด

ตัวอย่างเช่นรูปด้านบนแสดงแผนภาพวงจรที่วงจรถูกทำให้ง่ายขึ้นจนถึงระดับของแหล่งที่มีความต้านทานภายในโดยใช้ทฤษฎีบทของ Thevenin การถ่ายโอนกำลังจะสูงสุดเมื่อความต้านทาน Thevinens นี้เท่ากับความต้านทานต่อโหลด การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทนี้ในทางปฏิบัติรวมถึงระบบเสียงที่ความต้านทานของลำโพงจะต้องตรงกับ เครื่องขยายเสียง เพื่อให้ได้ผลผลิตสูงสุด

5. ทฤษฎีบทซึ่งกันและกัน

ทฤษฎีบทซึ่งกันและกันช่วยในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องแม้จะไม่ต้องทำงานเพิ่มเติมเมื่อวิเคราะห์วงจรสำหรับโซลูชันเดียว ทฤษฎีบทระบุว่าในเครือข่ายทวิภาคีแบบพาสซีฟเชิงเส้นแหล่งกระตุ้นและการตอบสนองที่สอดคล้องกันสามารถแลกเปลี่ยนกันได้

ทฤษฎีบทซึ่งกันและกัน

ทฤษฎีบทซึ่งกันและกัน

ในรูปด้านบนกระแสในสาขา R3 คือ I3 ที่มีแหล่งเดียว Vs หากแหล่งที่มานี้ถูกแทนที่เป็นสาขา R3 และทำให้แหล่งกำเนิดสั้นลงที่ตำแหน่งเดิมกระแสที่ไหลจากตำแหน่งเดิม I1 จะเหมือนกับของ I3 นี่คือวิธีที่เราสามารถค้นหาคำตอบที่สอดคล้องกันสำหรับวงจรเมื่อวิเคราะห์วงจรด้วยโซลูชันเดียว

6. ทฤษฎีบทการชดเชย

ทฤษฎีบทค่าตอบแทน

ทฤษฎีบทค่าตอบแทน

ในเครือข่ายที่ใช้งานทวิภาคีใด ๆ หากจำนวนอิมพีแดนซ์เปลี่ยนจากค่าเดิมไปเป็นค่าอื่นที่มีกระแส I การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสาขาอื่นจะเหมือนกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากแหล่งจ่ายแรงดันการฉีด ในสาขาที่แก้ไขด้วยเครื่องหมายลบคือลบของกระแสไฟฟ้าแรงดันและผลิตภัณฑ์อิมพีแดนซ์ที่เปลี่ยนแปลง ตัวเลขทั้งสี่ที่ให้ไว้ข้างต้นแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีบทการชดเชยนี้ใช้ในการวิเคราะห์วงจรอย่างไร

7. ทฤษฎีบทของมิลแมน

ทฤษฎีบทของ Millman

ทฤษฎีบทของ Millman

ทฤษฎีบทนี้ระบุว่าเมื่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าจำนวนเท่าใดก็ได้ที่มีความต้านทานภายใน จำกัด ทำงานแบบขนานสามารถแทนที่ด้วยแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเดียวที่มีความต้านทานเทียบเท่าอนุกรม แรงดันไฟฟ้าที่เท่ากันสำหรับแหล่งคู่ขนานเหล่านี้ที่มีแหล่งภายในใน ทฤษฎีบทของ Millman คำนวณโดยสูตรด้านล่างซึ่งแสดงในรูปด้านบน

8. ทฤษฎีบทของ Tellegen

ทฤษฎีบทของ Tellegen

ทฤษฎีบทของ Tellegen

ทฤษฎีบทนี้ใช้ได้กับวงจรที่มีเครือข่ายเชิงเส้นหรือไม่เชิงเส้นแบบพาสซีฟหรือแอคทีฟและฮิสทีเรียหรือไม่ตีโพยตีพาย ระบุว่าผลรวมของกำลังไฟฟ้าทันทีในวงจรที่มีจำนวนกิ่งก้านเป็นศูนย์

9. ทฤษฎีบทการทดแทน

ทฤษฎีบทนี้ระบุว่าสาขาใด ๆ ในเครือข่ายสามารถถูกแทนที่ด้วยสาขาที่แตกต่างกันได้โดยไม่รบกวนกระแสและแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายทั้งหมดหากสาขาใหม่มีแรงดันเทอร์มินัลและกระแสเดียวกันกับสาขาเดิม ทฤษฎีบทการแทนที่สามารถใช้ได้ทั้งในวงจรเชิงเส้นและไม่เชิงเส้น

10. ทฤษฎีบทของมิลเลอร์

ทฤษฎีบทของมิลเลอร์

ทฤษฎีบทของมิลเลอร์

ทฤษฎีบทนี้ระบุว่าในวงจรเชิงเส้นหากมีสาขาที่มีอิมพีแดนซ์ Z เชื่อมต่อระหว่างสองโหนดที่มีแรงดันไฟฟ้าปมสาขานี้สามารถถูกแทนที่ด้วยสองกิ่งที่เชื่อมต่อโหนดที่เกี่ยวข้องกับพื้นด้วยสองอิมพีแดนซ์ การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทนี้ไม่เพียง แต่เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการสร้างวงจรที่เท่ากันเท่านั้น แต่ยังเป็นเครื่องมือสำหรับการออกแบบแก้ไขเพิ่มเติมด้วย วงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยอิมพีแดนซ์

นี่คือทฤษฎีเครือข่ายพื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ เราหวังว่าคุณอาจมีแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับทฤษฎีเหล่านี้ทั้งหมด

ความสนใจและความสนใจที่คุณได้อ่านบทความนี้เป็นกำลังใจสำหรับเราอย่างแท้จริงดังนั้นเราจึงคาดหวังความสนใจเพิ่มเติมของคุณในหัวข้อโครงการและผลงานอื่น ๆ ดังนั้นคุณสามารถเขียนถึงเราเกี่ยวกับความคิดเห็นความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง

เครดิตภาพ