Δίοδος

wikipedia

ανάλυση σε πιο πρακτικό επίπεδο

Δύο σημαντικές σχέσεις στον πυκνωτή

Σχέση φορτίου και τάσης πυκνωτή

Σχέση ρεύματος και φορτίου πυκνωτή

συχνότητες αποκοπής

αναλύω το κύκλωμα σε δύο φίλτρα(τις περισσότερες φορές συμβαίνει αυτό εύκολα),
στο κάθε φίλτρο βρίσκω την σύνθετη αντίσταση και εξισώνω το πραγματικό και το φανταστικό μέρος!

Ανάλυση Ευαισθησίας

Νίκος Μάργαρης[Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων]

Οι παράμετροι των ηλεκτρικών στοιχείων μεταβάλλονται με το χρόνο, τις συνθήκες του περιβάλλοντος και άλλες αιτίες.Ακόμη λόγω κατασκευαστικών ατελειών κάθε ηλεκτρικό στοιχείο μιας σειράς παραγωγής είναι διαφορετικό από τα άλλα.Κατά τη σχεδίαση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων πρέπει να είναι γνωστές οι επιδράσεις που έχουν οι μεταβολές των παραμέτρων των στοιχείων στην απόκρισή τους και πρέπει να γίνεται προσπάθεια ελαχιστοποίησης αυτών των επιδράσεων.Η μελέτη των επιπτώσεων των μεταβολών των παραμέτρων των στοιχείων των κυκλωμάτων στη λειτουργία τους λέγεται ανάλυση ευαισθησίας.

 

  Στο πρώτο κύκλωμα οι τιμές των παραμέτρων είναι οι τιμές που υπολογίστηκαν κατά την σχεδίασή του.Οι τιμές αυτές λέγονται ονομαστικές και κατά συνέπεια το κύκλωμα ονομάζεται ονομαστικό κύκλωμα.Στη συνέχεια η σύνθετη αντίσταση Z(jω) υφίσταται μια διαταραχή κατά δZ(jω) γύρω από την ονομαστική της τιμή.Η διαταραχή αυτή προκαλεί μια μεταβολή στο ρεύμα κατά δI για αυτό και το κύκλωμα το ονομάζουμε διαταραγμένο κύκλωμα.

Basics

• Στην μόνιμη κατάσταση θα θεωρώ το πηνίο ως βραχυκύκλωμα και τον πυκνωτή ως ανοιχτό κύκλωμα λόγω των αντίστοιχων σχέσεων που ισχύουν.
• Όταν μια αντίσταση διαρρέεται από δύο ρεύματα αντίθετης φοράς τότε το τελικό ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση θα είναι η διαφορά της τιμής των δύο ρευμάτων.[Πρόβλημα 16 (Γενικές Μέθοδοι Ανάλυσης Κυκλωμάτων)] 
• Προσοχή σε ποιούς κλάδους πάει το ρεύμα.[Δεν πάει πάντοτε σε όλους] 
• Μέθοδος των κόμβων [Πηγές ρεύματος και ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΕΣ]
• Μέθοδος των βρόχων [Πηγές τάσης και αντιστάσεις]

διαιρέτης ρεύματος (3 παράλληλες αντιστάσεις)

Σχήμα

Λύση

Αντίστοιχα και για τα άλλα δύο ρεύματα!

Συνάρτηση Μεταφοράς Τάσης

Συνάρτηση μεταφοράς τάσης v0/vs

Γενικές Μέθοδοι Ανάλυσης Κυκλωμάτων

Πρόβλημα 1 (*)
Πρόβλημα 2 (**)
Πρόβλημα 3 (*)
Πρόβλημα 4 (*)
Πρόβλημα 5 ()
Πρόβλημα 6 (***)
Πρόβλημα 7 (**)
Πρόβλημα 8 (**)
Πρόβλημα 9 (*)
Πρόβλημα 10 (*****) [ΠΡΟΣΟΧΗ]
Πρόβλημα 11 (**)
Πρόβλημα 12 (**)
Πρόβλημα 13 (***) [ΔΥΣΚΟΛΟ]
Πρόβλημα 16 (****) [ΑΡΚΕΤΑ ΚΑΛΟ]
Πρόβλημα 17 (****) [ΠΟΛΥ ΚΑΛΟ]

Thevenin-Norton από πηγές με διαφορετική συχνότητα

Όταν το κύκλωμα διεγείρεται από πηγές με διαφορετική συχνότητα δεν ορίζεται ένα μοναδικό ισοδύναμο κύκλωμα Thevenin ή Norton, αλλά για κάθε συχνότητα ορίζεται και ένα διαφορετικό ισοδύναμο κύκλωμα!

Αρχές και Θεωρήματα των Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Πρόβλημα 1 (** )
Πρόβλημα 2 (* )
Πρόβλημα 3 (****)
Πρόβλημα 4 (****)
Πρόβλημα 5 (****)
Πρόβλημα 6 (*****) (?)
Πρόβλημα 7 (*****)
Πρόβλημα 12 (*****)  [πολύ καλό]
Πρόβλημα 13 (****)
Πρόβλημα 14 (*****)
Πρόβλημα 15 (*****) SOS 9.16
Πρόβλημα 16 (***)
Πρόβλημα 17 (*****) SOS

RC και RL Κυκλώματα

Κυκλώματα που περιέχουν στοιχεία αποθήκευσης ενέργειας επιλύονται χρησιμοποιώντας διαφορικές εξισώσεις.

Θεωρία

άσκηση (*****)
άσκηση (*****)
άσκηση (***)

Ισχύς

Σε κυκλώματα αντιστάσεων συνεχούς ρεύματος η ηλεκτρική ισχύς υπολογίζεται από τον τύπο
P=VI (νόμος Joule).
Ο παραπάνω νόμος αν συνδυαστεί με τον νόμο του Ohm, δίνει την ισχύ που παράγεται από μια ηλεκτρική αντίσταση όταν περνά από μέσα της ηλεκτρικό ρεύμα έντασης I:
P=I^(2)R
Όσο πιο μεγάλη είναι η μέγιστη ισχύς της αντίστασης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του ρεύματος που μπορεί να την διαπεράσει χωρίς να την αλλοιώσει


"Αγώγιμο καλώδιο συνδεδεμένο με μπαταρία τάσης V αν διέρχεται από ρεύμα I καταναλώνει ισχύ, P=VI.
Αν δεν υπάρχει κάποιο άλλο φορτίο συνδεδεμένο με το καλώδιο,π.χ. μια λάμπα η ισχύς αποδίδεται ως θερμότητα στο περιβάλλον!"

Βικιπαίδεια

Αντίσταση

Ωμική Ηλεκτρική Αντίσταση είναι το μέγεθος με το οποίο προσμετράται η δυσχέρεια που προβάλλει ένα υλικό στην διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος

Βικιπαίδεια

Πυκνωτής και Πηνίο στις Υψηλές και στις Χαμηλές Συχνότητες

Στις υψηλές συχνότητες ο
πυκνωτής συμπεριφέρεται ως βραχυκύκλωμα και το πηνίο ως ανοικτοκύκλωμα.

Στις χαμηλές συχνότητες το πηνίο συμπεριφέρεται ως βραχυκύκλωμα οπότε η έξοδος
βραχυκυκλώνεται.


Κοιτάμε πάντα στο κύκλωμα που βρίσκεται ο πυκνωτής!Εδώ παρατηρούμε ότι ο πυκνωτής συμπεριφέρεται ως ανοικτοκύκλωμα άρα το κύκλωμα είναι ένα φίλτρο χαμηλών συχνοτήτων ή χαμηλοπερατό φίλτρο!



Εδώ παρατηρούμαι ότι ο πυκνωτής συνπεριφέρεται ως βραχυκύκλωμα άρα το κύκλωμα είναι ένα φίλτρο υψηλών συχνοτήτων ή υψηπερατό φίλτρο!



Στο παραπάνω κύκλωμα παρατηρούμε ότι ο πυκνωτης συμπεριφέρεται ως βραχυκύκλωμα και το πηνίο ως ανοικτοκύκλωμα!Άρα το κύκλωμα είναι ένα φίλτρο υψηλών συχνοτήτων ή υψηπερατό φίλτρο!

Εξαρτημένες Πηγές

8.2 (Ν.Μάργαρη)

Μικτή Σύνδεση Σύνθετων Αντιστάσεων

από Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων του Νίκου Μάργαρη κεφ. 6.2-3

Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη τοπολογία κυκλώματος με μικτή σύνδεση σύνθετων αντιστάσεων ονομάζεται κλιμακωτό κύκλωμα.Στην περίπτωση του κλιμακωτού κυκλώματος συνηθίζεται τα εν σειρά στοιχεία να εκφράζονται με τη σύνθετη αντίστασή τους, ενώ τα στοιχεία που τοποθετούνται εν παραλλήλω να εκφράζονται με τη σύνθετη αγωγιμότητά τους.

ενδεικτική άσκηση

Σύνδεση Σύνθετων Αντιστάσεων Εν Σειρά

Η ισοδύναμη σύνθετη αντίσταση k σύνθετων αντιστάσεων,που συνδέονται εν σειρά, είναι ίση με το άθροισμα των επιμέρους αντιστάσεων

Γωνιακή Συχνότητα Συντονισμού

Γωνιακή συχνότητα συντονισμού ή ιδιοσυχνότητα του κυκλώματος λέγεται η γωνιακή συχνότητα του σήματος διέγερσης, στην οποία η αντίδραση μηδενίζεται.

Κρίσιμη Γωνιακή Συχνότητα

Κρίσιμη γωνιακή συχνότητα ενός κυκλώματος λέμε την γωνιακή συχνότητα στην οποία το πραγματικό μέρος της σύνθετης αντίστασης εισόδου είναι ίσο με το φανταστικό μέρος.

Αντίστροφη Εφαπτομένη [Σχήμα]

από wolfram

Εφαπτόμενη Καμπύλης

από GeoGebra

Σύνδεση Σύθετων Αγωγιμοτήτων Εν Παραλλήλω

Η ισοδύναμη σύνθετη αγωγιμότητα εισόδου k σύνθετων αγωγιμοτήτων, που συνδέονται παράλληλα μεταξύ τους, είναι ίση με το άθροισμα των επιμέρους σύνθετων αγωγιμοτήτων.

Ισοδύναμο Thevenin (διαδικασία)

Έχουμε το κύκλωμα:

• Απομακρύνουμε το φορτίο RL καυ υπολογίζουμε την τάση ανοιχτού κυκλώματος

• Στη συνέχεια νεκρώνουμε την πηγή τάσης και υπολογίζουμε την RTH

• Τελικά έχουμε

Θεώρημα Thevenin-Norton

Θεωρούμε το γραμμικό κύκλωμα Κ, που συνδέεται με ένα οποιοδήποτε φορτίο μέσω δύο αγωγών και υποθέτουμε ότι υπάρχουν οι προυποθέσεις εφαρμογής του θεωρήματος της αντικατάστασης.Αν Voc είναι η τάση ανοιχτού κυκλώματος και Isc είναι το ρεύμα βραχυκυκλώματος του κυκλώματος Κ, τότε, για οποιοδήποτε φορτίο, η τάση και το ρεύμα ακροδεκτών του φορτίου παραμένουν αμετάβλητα, αν το κύκλωμα Κ αντικατασταθεί από τα ισοδύναμα κυκλώματα Thevenin και Νorton.

Θέμα 1 - Ιανουάριος 2010

άσκηση με πυκνωτές σε σειρά και παράλληλα

click

Σύνδεση πυκνωτών και πηνείων

Σύνδεση πυκνωτών εν σειρά:

Σύνδεση πυκνωτών εν παραλλήλω:


Σύνδεση πηνίων εν σειρά:

Σύνδεση πηνίων εν παραλλήλω:

Να κοιτάξω...

άσκηση 8.3-02
άσκηση 8.3-03
άσκηση 8.3-04
άσκηση 8.3-10
άσκηση 8.3-11 ΟΚ!
άσκηση 8.3-12 sos!

Το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση 5Ω...

είναι i1-i2

Resistors

πολύ καλό

Κλιμακωτό κύκλωμα

εδώ

Μέθοδο των κόμβων

καλή άσκηση

Μέθοδο των κόμβων = Πηγές Ρεύματος

Μέθοδο κόμβων ή βρόχων

θέλω να χρησιμοποιήσω την μέθοδο των κόμβων:

• μετατρέπω τις πηγές τάσεις σε πηγές ρεύματος

θέλω να χρησιμοποιήσω την μέθοδο των βρόχων:

• μετατρέπω τις πηγές ρεύματος σε πηγες τάσης
  

το ρεύμα προηγείται της τάσης κατά 60 μοίρες

σχήμα:

μετατροπή κυκλώματος για εφαρμογή της μεθόδου των απλών βρόχων

αρχικό κύκλωμα:


τελικό κύκλωμα:

προσοχή στις τάσεις των αντιστατών

προσοχή

Μετασχηματισμός πηγής τάσης σε πηγή ρεύματος

κύκλωμα:

Διαιρέτης τάσης

το κύκλωμα:

τύπος:

____________________________________________________________

το κύκλωμα:

τύπος:

ανοιχτό κύκλωμα και βραχυκύκλωμα

ανοιχτό κύκλωμα λέμε το κύκλωμα που δεν διαρρέεται από ρεύμα,

όταν έχουμε βραχυκύκλωμα η διαφορά δυναμικού στον κλάδο είναι 0(μηδέν).

Όταν έχω μια πηγή συνεχούς τάσης τα πηνία συμπεριφέρονται ως βραχυκυκλώματα και οι πυκνωτές ως ανοιχτά κυκλώματα.

EXL 03

ΔΕΝ το έχω αναλύσει.

EXL 02

Στο σχήμα παρατηρούμε στον βρόχο προς τα που κινείται το ρεύμα και προσθέτουμε τις τάσεις(οι τάσεις είναι στους κόκκινους σταυρούς).Προσοχή στα πρόσημα!!!Εφαρμόζω την συνθήκη θετικό πρόσημο αν το ρεύμα φτάνει πρώτα στο "-" (μείον) της τάσης.Αρχικά πήρα την σύμβαση ότι το a έχει το πρόσημο "+" και το b το πρόσημο "-".Άρα:

EXL 01

Τάση ανοικτού κυκλώματος στα α,β ισούται με την τάση στα κόκκινα αστεράκια στο σχήμα.

Βρίσκουμε από τον ΝΤΚ ότι i=2,3A

οπότε η τάση στα αστεράκια μπορεί να βρεθεί με δύο τρόπους(διότι έχω δυο ανεξάρτητες πηγές τάσης που είναι συνδεδεμένες παράλληλα).Οπότε:

1ος τρόπος:

2ος τρόπος:

Μετατροπές

και

therefore

versa

therefore

EXL 00

ΠΡΟΣΟΧΗ στην παρακάτω εξίσωση:

είναι λάθος η παρακάτω εξίσωση που πήγα να γράψω χωρίς να προσέξω το κύκλωμα:

Θεώρημα της Επαλληλίας

Σε κάθε γραμμικό ηλεκτρικό κύκλωμα το ρεύμα ή η τάση οποιουδήποτε κλάδου, που προέρχεται απ΄την επίδραση περισσότερων από μιας ανεξάρτητων πηγών, είναι ίσα με το άθροισμα των ρευμάτων ή των τάσεων αντίστοιχα,που προέρχονται από κάθε ανεξάρτητη πηγή, όταν αυτή δρα μόνη της, ενώ οι υπόλοιπες ανεξάρτητες πηγές είναι νεκρές.

άσκηση 1 ΟΚ!
άσκηση 2 ΟΚ!

Thevenin-Norton

καλή άσκηση
καλή άσκηση1
καλή άσκηση

Πηνίο ως βραχυκύκλωμα

Γνωρίζουμε ότι:

Συμπεραίνουμε ότι η τάση του κλάδου είναι ανάλογη των χρονικών μεταβολών του ρεύματος κλάδου.Αν το ρεύμα είναι χρονικά αμετάβλητο(συνεχές ρεύμα, dc ρεύμα), δηλαδή

η τάση του κλάδου είναι μηδέν.Το πηνίο συμπεριφέρεται στο συνεχές ως βραχυκύκλωμα.

Πυκνωτής ως ανοιχτό κύκλωμα

Γνωρίζουμε ότι:

Αν η τάση του κλάδου είναι χρονικά αμετάβλητη (συνεχής τάση,dc τάση),

δηλαδή:

το ρεύμα του κλάδου είναι μηδέν.Με άλλα λόγια, ο πυκνωτής συμπεριφέρεται ως ανοικτό κύκλωμα.