В этом видео вы узнаете, как научиться рассчитывать электрические схемы любой сложности.
Даже если вы только начинаете свой путь в электронике или электротехнике, рано или поздно вам придётся столкнуться с необходимостью расчёта сложных электрических цепей вручную. Это поможет вам понять принципы и алгоритмы расчёта, а также поможет в изучении специальной литературы по этой теме.
В видео показано, чем отличается сложная электрическая цепь от простой, и какие методы расчёта лучше использовать для разных типов схем. Также рассмотрен метод контурных токов — один из способов расчёта сложных электрических цепей с несколькими источниками ЭДС и источником тока. Этот метод основан на составлении уравнений по второму закону Кирхгофа.
Ещё один часто используемый метод — метод узловых потенциалов. В любом случае, чтобы научиться рассчитывать электрические схемы любой сложности, вам нужно знать всего лишь закон Ома, законы Кирхгофа и уметь применять их на практике.
СОДЕРЖАНИЕ:
00:00 Расчет электрической цепи
• Видео обсуждает расчет электрической цепи вручную, без использования симуляторов.
• Рассматриваются примеры сложных электрических цепей постоянного и переменного тока.
02:42 Простая электрическая цепь
• Простая электрическая цепь состоит из трех последовательно соединенных резисторов и источника эдс.
• Задача анализа: определить ток, протекающий в цепи, зная напряжение источника эдс, сопротивления резисторов и закон Ома.
06:58 Сложная электрическая цепь
• Следующая электрическая цепь состоит из параллельно соединенных резисторов.
• Задача анализа: определить ток в каждой ветви, зная значения сопротивлений и напряжения на каждом резисторе.
08:09 Расчет электрической цепи
• В видео объясняется, как рассчитать электрическую цепь, используя закон Кирхгофа.
• Ток в каждой ветви и общий ток находятся с помощью первого закона Кирхгофа.
• Эквивалентное сопротивление находится путем сложения проводимостей параллельно соединенных резисторов.
11:53 Метод сворачивания
• Метод сворачивания используется для расчета последовательно-параллельной электрической цепи.
• Сопротивления заменяются эквивалентными, и последовательные цепи сводятся к параллельным.
• Общий ток находится путем деления эдс на эквивалентное сопротивление.
19:15 Расчет токов и напряжений
• После нахождения общего тока, можно рассчитать токи и напряжения в каждой ветви.
• Второй закон Кирхгофа используется для определения падения напряжения на каждом сопротивлении.
21:56 Преобразование треугольника в звезду
• В примере рассматривается схема с одним источником ЭДС.
• Метод сворачивания не применим, так как есть источник ЭДС.
24:19 Преобразование звезды в треугольник
• Преобразование треугольника в звезду и наоборот позволяет получить эквивалентное сопротивление.
• Для преобразования используются формулы для треугольника и звезды.
30:23 Преобразование треугольника в эквивалентное сопротивление
• После преобразования треугольника в звезду, схема упрощается.
• Параллельное и последовательное соединение резисторов позволяет найти эквивалентное сопротивление.
32:25 Сложные электрические цепи
• В видео обсуждается, как считать сложные электрические цепи, которые содержат источники эдс и источники тока.
• Метод преобразования из треугольника в звезду и наоборот больше не применим, так как он не позволяет преобразовать звезды в треугольник.
• В таких случаях используется метод сворачивания, который позволяет преобразовать сложную цепь в более простую.
34:19 Методы расчета сложных цепей
• В видео обсуждаются различные методы расчета сложных цепей, включая метод уравнения Киргофа, метод узловых потенциалов, метод контурных токов и метод наложения.
• Метод наложения позволяет исключить источники эдс, но требует выполнения нескольких расчетов.
36:07 Пример расчета сложной цепи
• В видео демонстрируется пример расчета сложной цепи с использованием метода контурных токов.
• Указываются положительные направления токов и сопротивления элементов цепи.
• Составляются уравнения по второму закону Киргофа для определения условных контурных токов.
40:23 Метод контурных токов
• В видео объясняется метод контурных токов, который используется для расчета сложных электрических цепей.
• Уравнения составляются для каждого контура, и для каждого контура записывается сумма сопротивлений и токов.
• Учитывается направление обхода контура и направление тока.
49:04 Решение системы уравнений
• Система уравнений, полученная методом контурных токов, называется математической моделью электрической цепи.
• Для решения системы уравнений можно использовать метод исключения Гаусса-Джордана или матрицы.
• Обратная матрица используется для нахождения значений контурных токов.
• Матрица напряжений делится на матрицу сопротивлений, чтобы найти матрицу токов.
53:53 Расчет сложных электрических цепей
• В видео объясняется, как использовать метод исключения Гаусса для расчета обратной матрицы и как получить значения контурных токов.
• Затем автор объясняет, как получить значения контурных токов и как их использовать для расчета токов в ветвях.
01:00:34 Проверка результатов в симуляторе
• Автор проверяет результаты расчета в симуляторе и сравнивает их с результатами, полученными в видео.
• Он также объясняет, как использовать симулятор для проверки правильности расчетов.