Ağ Teorisi - Genel Bakış
Network theoryelektrik devreleri veya elektrik ağlarının problemlerini çözme çalışmasıdır. Bu giriş bölümünde, önce elektrik devrelerinin temel terminolojisini ve ağ elemanlarının türlerini tartışalım.
Temel Terminoloji
Ağ Teorisinde sık sık aşağıdaki terimlere rastlayacağız -
- Elektrik devresi
- Elektrik Ağı
- Current
- Voltage
- Power
Bu nedenle, ilerlemeden önce bu terimler hakkında bazı temel bilgileri toplamamız zorunludur. Elektrik Devresi ile başlayalım.
Elektrik devresi
Bir elektrik devresi, bir voltaj kaynağından veya akım kaynağından bir elektron akışı sağlamak için kapalı bir yol içerir. Bir elektrik devresinde bulunan elemanlar,series connection, parallel connectionveya seri ve paralel bağlantıların herhangi bir kombinasyonunda.
Elektrik Ağı
Bir elektrik şebekesinin, bir voltaj kaynağından veya akım kaynağından bir elektron akışı sağlamak için kapalı bir yol içermesi gerekmez. Bu nedenle, "tüm elektrik devrelerinin elektrik şebekeleri olduğu" sonucuna varabiliriz, ancak tersinin doğru olması gerekmez.
Güncel
Akım "I"bir iletkenden akmak, yükün zaman akış hızından başka bir şey değildir. Matematiksel olarak şu şekilde yazılabilir:
$$ I = \ frac {dQ} {dt} $$
Nerede,
Q ücret ve birimi Coloumb'dir.
t zaman ve birimi ikinci.
Bir benzetme olarak, elektrik akımı suyun bir borudan akması olarak düşünülebilir. Akım cinsinden ölçülürAmpere.
Genel olarak, Electron current kaynağın negatif terminalinden pozitif terminale akarken, Conventional current kaynağın pozitif terminalinden negatif terminale akar.
Electron current serbest elektronların hareketi nedeniyle elde edilirken, Conventional currentücretsiz pozitif ücretlerin hareketi nedeniyle elde edilir. Bunların her ikisine deelectric current.
Voltaj
Voltaj "V"yükün (elektronların) akmasına neden olan elektromotor kuvvetten başka bir şey değildir. Matematiksel olarak şu şekilde yazılabilir:
$$ V = \ frac {dW} {dQ} $$
Nerede,
W potansiyel enerjidir ve birimi Joule'dir.
Q ücret ve birimi Coloumb'dir.
Bir benzetme olarak Voltaj, suyun bir borudan akmasına neden olan suyun basıncı olarak düşünülebilir. Açısından ölçülürVolt.
Güç
Güç "P"elektrik enerjisinin zaman hızından başka bir şey değildir. Matematiksel olarak şu şekilde yazılabilir:
$$ P = \ frac {dW} {dt} $$
Nerede,
W elektrik enerjisidir ve cinsinden ölçülür Joule.
t zamandır ve saniye cinsinden ölçülür.
Yukarıdaki denklemi yeniden yazabiliriz a
$$ P = \ frac {dW} {dt} = \ frac {dW} {dQ} \ times \ frac {dQ} {dt} = VI $$
Bu nedenle, power başka bir şey değil product voltaj V ve güncel I. BirimiWatt.
Ağ Öğeleri Türleri
Ağ elemanlarını bazı parametrelere göre çeşitli tiplere ayırabiliriz. Aşağıda Ağ öğesi türleri verilmiştir -
Aktif Öğeler ve Pasif Öğeler
Doğrusal Elemanlar ve Doğrusal Olmayan Elemanlar
İkili Elemanlar ve Tek Taraflı Elemanlar
Aktif Öğeler ve Pasif Öğeler
Ağ öğelerini ikisine de sınıflandırabiliriz active veya passive güç sağlama yeteneğine dayanmaktadır.
Active Elementsbir elektrik devresinde bulunan diğer elemanlara güç sağlar. Bazen gücü pasif unsurlar gibi emebilirler. Bu, aktif elemanların hem güç verme hem de emme kapasitesine sahip olduğu anlamına gelir.Examples: Gerilim kaynakları ve akım kaynakları.
Passive Elementsdiğer elementlere güç (enerji) veremez, ancak gücü emebilirler. Bu, bu elemanların ya gücü ısı biçiminde dağıttığı ya da enerjiyi manyetik alan ya da elektrik alanı biçiminde depoladığı anlamına gelir.Examples: Dirençler, İndüktörler ve kapasitörler.
Doğrusal Elemanlar ve Doğrusal Olmayan Elemanlar
Ağ elemanlarını şu şekilde sınıflandırabiliriz: linear veya non-linear Doğrusallık özelliğine uyma özelliklerine dayanır.
Linear Elements gerilim ve akım arasında doğrusal bir ilişki gösteren unsurlardır. Examples: Dirençler, İndüktörler ve kapasitörler.
Non-Linear Elements gerilim ve akım arasında doğrusal bir ilişki göstermeyenlerdir. Examples: Gerilim kaynakları ve akım kaynakları.
İkili Elemanlar ve Tek Taraflı Elemanlar
Ağ öğeleri de şu şekilde sınıflandırılabilir: bilateral veya unilateral şebeke elemanlarından geçen akımın yönüne göre.
Bilateral Elements Akıma her iki yönde izin veren ve akım akışının her iki yönünde de aynı empedansı sunan elemanlardır. Examples: Dirençler, İndüktörler ve kapasitörler.
İkili elemanlar kavramı aşağıdaki şekillerde gösterilmektedir.
Yukarıdaki şekilde, akım (I), Z ' empedansına sahip pasif bir elemanın içinden A terminallerinden B'ye akmaktadır . A ve B terminalleri ile akım (I) arasındaki bu elemana göre voltaj (V) oranıdır.
Yukarıdaki şekilde, akım (I), Z ' empedansına sahip pasif bir elemanın içinden B terminallerinden A'ya akmaktadır . Bu, akımın (–I) A terminallerinden B'ye aktığı anlamına gelir. Bu durumda da aynı empedans değerini alacağız, çünkü hem akım hem de gerilim A ve B terminallerine göre negatif işaretlere sahiptir.
Unilateral Elementsakıma sadece bir yönde izin verenlerdir. Dolayısıyla, her iki yönde de farklı empedanslar sunarlar.