Еквівалентні електричні ланцюги

Послідовним з’єднанням називають сукупність пов’язаних елементів в електричному ланцюзі. У всіх елементах послідовного з’єднання тече струм з однаковими показниками. Зміни струму відбуваються тільки в вузлах електричного кола.

Послідовне з’єднання електричного кола

При послідовному з’єднанні в ланцюг входить:

  • будь-яку кількість джерел;
  • будь-яку кількість резисторів.

У той же час в подібне з’єднання не може входити більше одного джерела струму. Це суперечить певним властивостям кожного джерела, так як вони не зможуть створювати струм в ланцюзі, який не буде залежати від зовнішніх елементів.

Еквівалентні перетворення

При падінні напруги між двома точками ланцюга в їх різницю включають вільне число значень потенціалів, що мають протилежні знаки. Після чого їх попарно об’єднують.

Будь-яке послідовне з’єднання електричного кола можна перетворити за допомогою послідовного з’єднання:

  • еквівалентного резистора;
  • джерела електрорушійної сили.

У нашому випадку опір еквівалентного резистора дорівнює сумі опорів, які входять в з’єднання. Електрорушійна сила еквівалентного джерела дорівнюватиме сумі ЕРС джерел, що входять в цю сполуку.

Будь-які елементи з’єднання ланцюга можливо переставляти в різному порядку. Всі дії повинні здійснюватися в межах з’єднання. Такий процес називають властивістю коммутативности послідовного з’єднання елементів.

При підключенні послідовного з’єднання до вузлів електричного кола його значення дорівнюватиме визначенням гілки ланцюга. В цьому випадку гілка утворюється виключно послідовним з’єднанням.

У паралельному з’єднанні елементів сукупність частин електричного кола не має зв’язку з іншими вузлами, при цьому об’єднана з двома вузлами. Паралельне з’єднання гілки і елементів паралельного з’єднання ланцюга істотно відрізняється від послідовного з’єднання.

У паралельне з’єднання входять також резистори і джерела струму, проте в ланцюзі не можуть бути присутніми більше одного джерела електрорушійної сили.

Перетворення ланцюгів підтримують ще одну особливу задачу у фізиці. Вона полягає у визначенні опору ланцюга щодо точок розриву. Така ситуація виникає, коли використовується метод еквівалентного генератора при аналізі електричних ланцюгів, що знаходяться в нерухомому режимі, а також при вирішенні рівняння для аналізу перехідних процесів.

Еквівалентний опір є вхідним опором певної ланцюга. До початку еквівалентних перетворень необхідно в досліджуваної ланцюга замінити джерела електрорушійної сили на еквівалентний опір струму і ЕРС. Після цього потрібно визначити саме еквівалентний опір. При цьому опір джерела електрорушійної сили дорівнює нулю. Опір джерела струму має нескінченні значення.

Прості електричні ланцюги містять виключно послідовне або паралельне з’єднання елементів.

Складна ділянка ланцюга містить послідовне і паралельне з’єднання елементів (змішане з’єднання).

Еквівалентні перетворення мають сенс, якщо при їх виконанні струми і напруги не змінюються на конкретних ділянках ланцюга. При перетворенні складних електричних ланцюгів користуються послідовним методом. Він складається в послідовному перетворенні ділянок ланцюга, які мають просте з’єднання елементів.

Еквівалентну перетворення при послідовному з’єднанні

Подібний метод перетворення застосовується при заміщенні електричного кола з послідовних з’єднань іншими окремими елементами. Ланцюг складається з контуру, де через всі елементи тече струм, який є загальним. При перетворенні схеми до одного елементу повинні зберігатися значення напруги і струму на висновках схеми. Такий підсумок можна отримати за однакової кількості опору вихідної і еквівалентної ланцюга.

Еквівалентну перетворення при паралельному з’єднанні

При розгляді комплексної схеми заміщення електричного кола, що складається з паралельного з’єднання окремих елементів, можна зробити висновок про існування двох вузлів, між якими включені всі елементи. Загальним для цих елементів є напруга. В процесі перетворення схеми до одного елементу напруга і струм на висновках схеми повинні зберігати свої значення. Це можливо у випадках, коли опір вихідної і еквівалентної ланцюга мають однакові значеннями.

ПОДІЛИТИСЯ: