Pro každý elektrický obvod existují dva nebo další nezávislé zdroje, jako je proud, napětí nebo oba zdroje. Za jejich prozkoumání elektrické obvody , věta o superpozici je široce využíván a většinou pro obvody v časové doméně na různých frekvencích. Například lineární stejnosměrný obvod se skládá z jednoho nebo více nezávislých zdrojů, které můžeme získat zdroje, jako je napětí a proud, pomocí metod, jako je síťová analýza a techniky uzlové analýzy. Jinak můžeme použít „větu o superpozici“, která zahrnuje každý jednotlivý výsledek nabídky o hodnotě proměnné, o které se má rozhodnout. To znamená, že věta předpokládá, že každá dodávka v obvodu nezávisle zjistí rychlost proměnné a nakonec vytvoří sekundární proměnnou vložením proměnných, které jsou odůvodněny účinkem každého zdroje. Přestože je jeho proces velmi obtížný, lze jej přesto použít pro každý lineární obvod.

Co je věta o superpozici?

Věta o superpozici je metoda pro nezávislé zásoby přítomné v elektrický obvod jako napětí a proud a to je považováno za jeden zdroj najednou. Tato věta říká, že v lineárním n / w obsahujícím jeden nebo více zdrojů je tok proudu množstvím zdrojů v obvodu algebraickým výpočtem proudů při samostatném působení na zdroje.

Aplikace této věty zahrnuje jednoduše lineární n / ws, a také v obou AC a DC obvodech, kde pomáhá budovat obvody jako „ Norton ' stejně jako ' Thevenin „Ekvivalentní obvody.

Například obvod, který má dva nebo více zdrojů, bude obvod rozdělen do několika obvodů na základě tvrzení věty o superpozici. Zde oddělené obvody mohou v jednoduchších metodách vypadat velmi jednoduše jako celý obvod. A sloučením oddělených obvodů jindy po úpravě jednotlivých obvodů lze jednoduše objevit faktory, jako jsou napětí uzlů, pokles napětí u každého odporu, proudy atd.

Metody podrobného popisu věty o superpozici

Následující podrobné metody se používají k objevení odezvy obvodu v konkrétním dělení větou superpozice.

Vypočítejte odezvu v konkrétní větvi obvodu povolením jednoho nezávislého napájení a odstraněním zbytkových nezávislých zdrojů proudu v síti.
Zopakujte výše uvedený krok pro všechny zdroje napětí a proudu v obvodu.
Zahrňte všechny reakce, abyste získali celkovou odezvu v konkrétním obvodu, když jsou v síti všechny zdroje.

Jaké jsou podmínky pro použití věty o superpozici?

Pro použití této věty na síť musí být splněny následující podmínky

Součásti obvodu musí být lineární. Například tok proudu je úměrný napětí pro rezistory, které se aplikuje na obvod, kde může být vazba toku úměrná proudu pro induktory.
Komponenty obvodu musí být dvoustranné, což znamená, že tok proudu v opačných polaritách zdroje napětí musí být stejný.
Komponenty použité v této síti jsou pasivní, protože nezesilují, jinak nekorigují. Jedná se o rezistory, induktory a kondenzátory.
Aktivní komponenty by se neměly používat, protože nikdy nejsou lineární ani nikdy dvoustranné. Mezi tyto komponenty patří hlavně tranzistory, elektronky a polovodičové diody.

Příklady věty o superpozici

Níže je uvedeno základní obvodové schéma věty o superpozici a je to nejlepší příklad této věty. Použitím tohoto obvodu vypočítejte tok proudu přes odpor R pro následující obvod.

DC Circuit - věta o superpozici

Deaktivujte sekundární zdroj napětí, tj. V2, a výpočet toku proudu I1 v následujícím obvodu.

Když je zdroj napětí V2 deaktivován

Víme, že zákon ohmů V = IR

I1 = V1 / R

Deaktivujte primární zdroj napětí, tj. V1, a výpočet toku proudu I2 v následujícím obvodu.

Když je zdroj napětí V1 deaktivován

I2 = -V2 / R

Podle věty o superpozici je síťový proud I = I1 + I2

I = V1 / R-V2 / R

Jak používat větu o superpozici?

Následující kroky vám řeknou, jak použít větu o superpozici k vyřešení problému.

Vezměte jeden zdroj v obvodu
Zbývající nezávislé zdroje musí být nastaveny na nulu nahrazením zdrojů napětí zkratem, zatímco zdroje proudu otevřeným obvodem
Opusťte nezávislé zdroje
Vypočítejte tok proudu a velikost v celé požadované větvi jako výsledek jediného zdroje preferovaného v prvním kroku.
U každého zdroje opakujte kroky od prvního kroku do čtvrtého, dokud nebude změřen požadovaný proud větve, protože zdroj pracuje samostatně.
Pro požadovanou větev přidejte všechny aktuální komponenty pomocí pokynů. Pro střídavý obvod je třeba provést fázorový součet.
Stejné kroky je třeba provést při měření napětí na jakémkoli prvku v obvodu.

Problémy věty o superpozici

Následující obvod ukazuje základní stejnosměrný obvod pro řešení problému věty o superpozici tak, že můžeme dostat napětí přes zátěžové svorky. V následujícím obvodu jsou dva nezávislé zdroje, jmenovitě proud a napětí.

Jednoduché DC obvodové schéma

Zpočátku ve výše uvedeném obvodu necháme působit pouze napájení a zbývající zdroj jako proud se mění s vnitřním odporem. Výše uvedený obvod se tedy stane otevřeným obvodem, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Když je aktivní jeden zdroj napětí

Vezměte v úvahu napětí na svorkách zátěže VL1 s napájením napájecím zdrojem samostatně

VL1 = Vs (R3 / (R3 + R1))

Zde Vs = 15, R3 = 10 a R2- = 15

Nahraďte prosím výše uvedené hodnoty do výše uvedené rovnice

VL1 = Vs × R3 / (R3 + R2)

= 15 (10 / (10 + 15))

15 (10/25)

= 6 voltů

Držte pouze proudový zdroj a změňte zdroj napětí s jeho vnitřním odporem. Takže obvod se stane zkratem, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Zkrat

“z čeho jsou sim karty vyrobeny ”

Zvažte, že napětí na svorkách zátěže je „VL2“, zatímco funguje pouze proud. Pak

VL2 = I x R

IL = 1 x R1 / (R1 + R2)

R1 = 15 RL = 25

= 1 × 15 / (15 +25) = 0,375 A.

VL2 = 0,375 × 10 = 3,75 voltů

Ve výsledku víme, že věta o superpozici uvádí, že napětí na zátěži je množství VL1 a VL2

VL = VL1 + VL2

6 + 3,75 = 9,75 voltů

Předpoklady věty o superpozici

Věta o superpozici jednoduše použitelná pro obvody, které jsou redukovatelné na kombinace sérií nebo paralelně pro každý zdroj energie najednou. To tedy není použitelné pro zkoumání nevyváženého můstkového obvodu. Jednoduše to funguje všude tam, kde jsou základní rovnice lineární.
Požadavek na linearitu není nic jiného než, je vhodné pouze určit napětí a proud. Tato věta se nepoužívá pro obvody, kde se odpor kterékoli součásti mění proudem, jinak napětím.

Proto obvody včetně součástí, jako jsou výbojky plynu nebo žárovky, jinak by varistory nemohly být vyhodnoceny. Dalším požadavkem této věty je, že komponenty, které se používají v obvodu, by měly být dvoustranné.

Tato věta se používá při studiu AC (střídavý proud) obvodů i polovodičových obvodů, kde se střídavý proud často směšuje přes stejnosměrný proud. Protože střídavé napětí i rovnice proudu jsou lineární podobné stejnosměrnému proudu. Tato věta se tedy používá ke zkoumání obvodu se zdrojem stejnosměrného proudu, poté se zdrojem střídavého proudu. Oba výsledky budou sloučeny, aby bylo možné zjistit, co se stane s oběma zdroji ve skutečnosti.

Experiment věty o superpozici

Experiment věty o superpozici lze provést následovně. Krok za krokem tohoto experimentu je popsán níže.

Cíl

Ověřte experimentálně superpoziční větu pomocí následujícího obvodu. Jedná se o analytickou metodu používanou k určení proudů v obvodu s použitím více než jednoho zdroje napájení.

Zařízení / požadované součásti

Přístrojem tohoto obvodu jsou prkénko, spojovací vodiče, milimetr, odpory atd.

Teorie experimentu

Věta o superpozici se jednoduše použije, když obvod obsahuje dva nebo více zdrojů. Tato věta se používá hlavně ke zkrácení výpočtů obvodu. Tato věta říká, že v dvoustranném obvodu, pokud je použito více zdrojů energie jako dva nebo více, pak tok proudu bude v kterémkoli bodě a je to součet všech proudů.

Tok bude v bodě, kde byl každý zdroj zvažován samostatně a ostatní zdroje budou v té době změněny pomocí impedance, která je ekvivalentní jejich vnitřním impedancím.

Kruhový diagram

Experimentální obvod věty o superpozici

Postup

Podrobný postup tohoto experimentu je popsán níže.

Připojte DC zdroj napájení na svorky 1 a I1 a použité napětí je V1 = 8V a podobně platí na svorky, kde je napájecí napětí V2 10 voltů
Změřte tok proudu ve všech větvích a jsou to I1, I2 a I3.
Nejprve připojte zdroj napětí V1 = 8V přes svorky 1 na I1 a svorky zkratu na 2 až I2 jsou V2 = 0V.
Vypočítejte tok proudů ve všech větvích pro V1 = 8V a V2 = 10V přes miliampérmetr. Tyto proudy jsou označeny I1, I2 a I3.
Podobně připojte pouze V2 = 10 V přes 2 na svorky I2 a také zkratovací svorky 1 a I1, V1 = 0. Vypočítejte tok proudu ve všech větvích pro dvě napětí pomocí miliametru a jsou označeny I1 ”, I2” & I3 ”.

Chcete-li ověřit větu o superpozici,

I1 = I1 ‘+ I1”

I2 = I2 ‘+ I2’

“k čemu slouží mosfet ”

I3 = I3 ‘+ I3”

Změřte teoretické hodnoty proudů a ty musí odpovídat hodnotám, které se měří pro proudy.

Pozorovací tabulka

Hodnoty I1, I2, I3, když V1 = 8V & V2 = 10V, hodnoty I1 ', I2' a I3 ', když V1 = 8V a V2 = 0 a pro hodnoty, I1' ', I2' '& I3 '' když V1 = 0 & V2 = 10V.

V1 = 8V V2 = 10V	V1 = 8V V2 = 0V	V1 = 0V V2 = 10V
I1	I1 '	I1 ''
I2	I2 “	I2 “
I3	I3 “	I3 “

Závěrečný experimentový obvod věty o superpozici

Závěr

Ve výše uvedeném experimentu není větvící proud nic jiného než algebraický součet proudů kvůli samostatnému zdroji napětí, jakmile jsou zbývající zdroje napětí zkratovány, takže tato věta byla prokázána.

Omezení

Omezení věty o superpozici zahrnují následující.

Tato věta není použitelná pro měření výkonu, ale měří napětí a proud
Používá se v lineárních obvodech, ale nelineární
Tato věta se použije, když obvod musí mít více než jeden zdroj
Pro nevyvážené můstkové obvody to neplatí
Tato věta se nepoužívá pro výpočet výkonu, protože práci této věty lze provést na základě linearity. Protože výkonová rovnice je součinem proudu a napětí, jinak kvadrát napětí nebo proudu, ale ne lineární. Energie využívaná prvkem v obvodu používajícím tuto větu proto není dosažitelná.
Pokud je možnost zátěže proměnlivá, jinak se zátěžový odpor pravidelně mění, je nutné dosáhnout každého příspěvku zdroje pro napětí nebo proud a jejich součet pro každou transformaci v rámci zátěžového odporu. Jedná se tedy o velmi obtížný proces pro analýzu složitých obvodů.
Věta o superpozici nemůže být užitečná pro výpočet výkonu, ale tato věta funguje na principu linearity. Protože výkonová rovnice není lineární. Výsledkem je, že výkon použitý faktorem v obvodu s touto větou není dosažitelný.
Pokud je výběr zátěže proměnlivý, je nutné dosáhnout každého daru napájení a jejich výpočtu pro každou transformaci zátěžového odporu. Jedná se tedy o velmi obtížnou metodu pro analýzu složených obvodů.

Aplikace

The aplikace věty o superpozici je, že můžeme použít pouze lineární obvody a také obvod, který má více zdrojů.

Z výše uvedených příkladů vět o superpozici nelze tuto větu použít pro nelineární obvody, ale lze ji použít pro lineární obvody. Obvod lze zkoumat současně s jediným zdrojem energie, tj

Ekvivalentní průřezové proudy a napětí algebraicky zahrnovaly zjištění, co budou provádět při každém účinném napájení. Chcete-li pro studium zrušit všechny kromě jednoho napájecího zdroje, nahraďte jakýkoli napájecí zdroj kabelem a obnovte jakýkoli proudový proud s přerušením.

O toto tedy jde přehled věty o superpozici který uvádí, že pomocí této věty můžeme současně analyzovat obvod pouze pomocí jednoho zdroje energie, lze související algebraické proudy i napětí přidat algebraicky, abychom sledovali, čeho dosáhnou efektivním využitím všech zdrojů energie. Chcete-li zrušit všechny, kromě jednoho zdroje energie pro analýzu, změňte libovolný zdroj napětí pomocí drátu a změňte libovolný zdroj proudu otevřením (přerušením). Zde je otázka, co je KVL?