اجزای الکترونیکی

 مدار مقاومتی مداری است که فقط حاوی مقاومت ها و منابع جریان و ولتاژ ایده آل است. آنالیز مدارهای مقاومتی پیچیدگی کمتری نسبت به آنالیز مدارهای حاوی خازن و سلف دارد. اگر منابع منابع ثابت (DC) باشند، نتیجه یک مدار DC است. مقاومت موثر و خواص توزیع جریان شبکه‌های مقاومت دلخواه را می‌توان از نظر اندازه‌گیری نمودار و خواص هندسی مدل‌سازی کرد.[1]

سروو موتور دلتا

شبکه ای که شامل اجزای الکترونیکی فعال است به عنوان مدار الکترونیکی شناخته می شود. چنین شبکه هایی عموما غیر خطی هستند و به ابزارهای طراحی و تحلیل پیچیده تری نیاز دارند.

فهرست

1 طبقه بندی

1.1 با انفعال

1.2 با خطی بودن

1.3 با توده

2 طبقه بندی منابع

2.1 مستقل

2.2 وابسته

3 اعمال قوانین برق

4 روش های طراحی

5 نرم افزار شبیه سازی شبکه

5.1 خطی سازی در اطراف نقطه عملیاتی

5.2 تقریب خطی تکه ای

6 همچنین ببینید

6.1 نمایندگی

6.2 روش های طراحی و تجزیه و تحلیل

6.3 اندازه گیری

6.4 تشبیهات

6.5 توپولوژی های خاص

7 مراجع

طبقه بندی

با انفعال

یک شبکه فعال حداقل یک منبع ولتاژ یا منبع جریان دارد که می تواند انرژی شبکه را به طور نامحدود تامین کند. یک شبکه غیرفعال حاوی منبع فعال نیست.

یک شبکه فعال شامل یک یا چند منبع نیروی الکتروموتور است. نمونه های عملی از این منابع شامل باتری یا ژنراتور است. عناصر فعال می توانند برق را به مدار تزریق کنند، افزایش توان را فراهم کنند و جریان جریان را در مدار کنترل کنند.

شبکه های غیرفعال حاوی هیچ منبع نیروی الکتروموتور نیستند. آنها از عناصر غیرفعال مانند مقاومت ها و خازن ها تشکیل شده اند.

با خطی بودن

یک شبکه خطی است اگر سیگنال های آن از اصل برهم نهی پیروی کنند. در غیر این صورت غیر خطی است. شبکه‌های غیرفعال معمولاً خطی در نظر گرفته می‌شوند، اما استثناهایی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، یک سلف با یک هسته آهنی در صورتی که با جریان کافی زیاد هدایت شود، می‌تواند به حالت اشباع درآید. در این منطقه، رفتار سلف بسیار غیر خطی است.

توسط توده

اجزای غیرفعال گسسته (مقاومت ها، خازن ها و سلف ها) را عناصر توده ای می نامند زیرا تمام مقاومت، ظرفیت و اندوکتانس آنها به ترتیب در یک مکان ("مجموعه") فرض می شود. این فلسفه طراحی را مدل انبوه المان و شبکه های طراحی شده را مدارهای المان توده ای می نامند. این رویکرد مرسوم برای طراحی مدار است. در فرکانس های به اندازه کافی بالا، یا برای مدارهای به اندازه کافی طولانی (مانند خطوط انتقال نیرو)، فرض یکپارچه دیگر برقرار نیست زیرا کسر قابل توجهی از طول موج در ابعاد اجزا وجود دارد. یک مدل طراحی جدید برای چنین مواردی به نام مدل عناصر توزیع شده مورد نیاز است. شبکه هایی که برای این مدل طراحی شده اند، مدارهای عناصر توزیع شده نامیده می شوند.

یک مدار عنصر توزیع شده که شامل برخی از اجزای توده ای است، طرح نیمه توده ای نامیده می شود. نمونه ای از مدارهای نیمه توده ای فیلتر ترکیبی است.

طبقه بندی منابع

منابع را می توان به عنوان منابع مستقل و منابع وابسته طبقه بندی کرد.

مستقل

یک منبع مستقل ایده آل بدون توجه به سایر عناصر موجود در مدار، ولتاژ یا جریان یکسانی را حفظ می کند. مقدار آن یا ثابت (DC) یا سینوسی (AC) است. قدرت ولتاژ یا جریان با هیچ تغییری در شبکه متصل تغییر نمی کند.

وابسته

منابع وابسته به عنصر خاصی از مدار برای ارائه توان یا ولتاژ یا جریان بسته به نوع منبع آن بستگی دارد.

اعمال قوانین برق

تعدادی از قوانین الکتریکی برای تمام شبکه های خطی مقاومتی اعمال می شود. این شامل:

قانون فعلی کیرشهوف: مجموع تمام جریان هایی که وارد یک گره می شوند برابر است با مجموع تمام جریان هایی که از گره خارج می شوند.

قانون ولتاژ کیرشهوف: مجموع اختلاف پتانسیل الکتریکی در اطراف یک حلقه باید صفر باشد.

قانون اهم: ولتاژ دو طرف مقاومت برابر است با حاصلضرب مقاومت و جریان عبوری از آن.

قضیه نورتون: هر شبکه ای از منابع و مقاومت های ولتاژ یا جریان از نظر الکتریکی معادل یک منبع جریان ایده آل به موازات یک مقاومت واحد است.

قضیه Thévenin: هر شبکه ای از منابع و مقاومت های ولتاژ یا جریان از نظر الکتریکی معادل یک منبع ولتاژ منفرد به صورت سری با یک مقاومت واحد است.

قضیه برهم نهی: در یک شبکه خطی با چندین منبع مستقل، پاسخ در یک شاخه خاص زمانی که همه منابع به طور همزمان عمل می کنند برابر است با مجموع خطی پاسخ های فردی که با گرفتن یک منبع مستقل در یک زمان محاسبه می شود.

اعمال این قوانین منجر به مجموعه ای از معادلات همزمان می شود که می توانند به صورت جبری یا عددی حل شوند. این قوانین را می توان به طور کلی به شبکه های حاوی راکتانس تعمیم داد. آنها را نمی توان در شبکه هایی که دارای اجزای غیرخطی یا متغیر با زمان هستند استفاده کرد.

روش های طراحی

تحلیل شبکه خطی

عناصر

ResistanceCapacitor button.svgInductor button.svgReactanceImpedanceVoltage button.svg

ConductanceElastance button.svgBlank button.svgSusceptance button.svgAdmittance button.svgCurrent button.svg

اجزاء

دکمه مقاومت.svg دکمه خازن.svg دکمه سلف.svg دکمه قانون اهم.svg

مدارهای سری و موازی

دکمه مقاومت سری.svgدکمه مقاومت موازی.svgدکمه خازن سری.svgدکمه خازن موازی.svgدکمه سلف سری.svgدکمه سلف موازی.svg

امپدانس تبدیل می شود

تبدیل Y-Δ تبدیل Δ-Y تبدیل ستاره-چند ضلعی تبدیل دوگانه button.svg

قضایای مولد قضایای شبکه

دکمه Thevenin.svgNorton button.svgMillman button.svg

دکمه KCL.svgKVL button.svgTelegen button.svg

روش های تحلیل شبکه

دکمه KCL.svg دکمه KVL.svg دکمه Superposition.svg

پارامترهای دو پورت

z-parametersy-parametersh-parametersg-parametersAbcd-parameter button.svgS-parameters

viewtalkedit

همچنین ببینید: تجزیه و تحلیل شبکه (مدارهای الکتریکی)

برای طراحی هر مدار الکتریکی، اعم از آنالوگ یا دیجیتال، مهندسان برق باید بتوانند ولتاژها و جریان‌ها را در تمام نقاط مدار پیش‌بینی کنند. مدارهای خطی ساده را می توان با دست با استفاده از نظریه اعداد مختلط تحلیل کرد. در موارد پیچیده‌تر، مدار ممکن است با برنامه‌های کامپیوتری تخصصی یا تکنیک‌های تخمینی مانند مدل خطی تکه‌ای تحلیل شود.

نرم‌افزار شبیه‌سازی مدار، مانند HSPICE (شبیه‌ساز مدار آنالوگ)، [2] و زبان‌هایی مانند VHDL-AMS و verilog-AMS به مهندسان این امکان را می‌دهند که مدارها را بدون زمان، هزینه و خطر خطا در ساخت نمونه‌های اولیه مدار طراحی کنند.

نرم افزار شبیه سازی شبکه

مدارهای پیچیده تر را می توان به صورت عددی با نرم افزارهایی مانند SPICE یا GNUCAP یا به صورت نمادین با استفاده از نرم افزارهایی مانند SapWin تجزیه و تحلیل کرد.

خطی سازی حول نقطه عملیاتی

هنگامی که با یک مدار جدید مواجه می شود، نرم افزار ابتدا سعی می کند یک راه حل حالت پایدار پیدا کند، یعنی راه حلی که در آن همه گره ها با قانون فعلی Kirchhoff مطابقت داشته باشند و ولتاژهای دوطرفه و از طریق هر عنصر مدار با معادلات ولتاژ/جریان حاکم بر آن مطابقت داشته باشد. عنصر

هنگامی که راه حل حالت پایدار پیدا شد، نقاط عملیاتی هر عنصر در مدار مشخص می شود. برای تجزیه و تحلیل سیگنال کوچک، هر عنصر غیر خطی را می توان در اطراف نقطه عملکرد خود خطی کرد تا تخمین سیگنال کوچک ولتاژ و جریان را بدست آورد. این یک کاربرد از قانون اهم است. ماتریس مدار خطی حاصل را می توان با حذف گاوسی حل کرد.

تقریب خطی تکه ای

نرم افزاری مانند رابط PLECS به Simulink از تقریب خطی تکه ای معادلات حاکم بر عناصر یک مدار استفاده می کند. مدار به عنوان یک شبکه کاملا خطی از دیودهای ایده آل در نظر گرفته می شود. هر بار که یک دیود از روشن به خاموش یا برعکس سوئیچ می شود، پیکربندی شبکه خطی تغییر می کند. افزودن جزئیات بیشتر به تقریب معادلات، دقت شبیه سازی را افزایش می دهد، اما زمان اجرای آن را نیز افزایش می دهد.

همچنین ببینید

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی مربوط به مدارهای الکتریکی موجود است.

مدار الکتریکی را در ویکی‌واژه، فرهنگ لغت رایگان جستجو کنید.

مدار دیجیتال

زمین (برق)

امپدانس

بار

ممریستور

ولتاژ مدار باز

مدار کوتاه

افت ولتاژ

نمایندگی

مدار

شماتیک

نت لیست

روش های طراحی و تحلیل

تحلیل شبکه (مدارهای الکتریکی)

روش های ریاضی در الکترونیک

قضیه برهم نهی

توپولوژی (الکترونیک)

آنالیز مش

فیلتر نمونه اولیه

اندازه گیری

تحلیلگر شبکه (برق)

آنالایزر شبکه (برق AC)

تست تداوم

قیاس ها

قیاس هیدرولیک

قیاس های مکانیکی- الکتریکی

قیاس امپدانس (قیاس ماکسول)

قیاس تحرک (قیاس فایرستون)

از طریق و در سراسر قیاس (قیاس ترنت)

توپولوژی های خاص

مدار پل

مدار LC

مدار RC

مدار RL

مدار RLC

تقسیم کننده پتانسیل

مدارهای سری و موازی