Эквивалентные электрические схемы: теория и применение
Equivalent circuit
Эквивалентная схема в электротехнике: упрощение сложных цепей для анализа. Теоретическая замена с сохранением характеристик, линейные и нелинейные модели.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Теоретическая схема, поведение которой аналогично заданной схеме.
Theoretical circuit which behaves like a given circuit
В электротехнике эквивалентная схема – это теоретическая схема, сохраняющая все электрические характеристики исходной схемы. Зачастую ищут эквивалентную схему, упрощающую вычисления, и в более широком смысле – наиболее простую форму более сложной схемы для облегчения анализа. В наиболее распространенном виде эквивалентная схема состоит из линейных пассивных элементов. Однако используются и более сложные эквивалентные схемы, которые аппроксимируют нелинейное поведение исходной схемы. Эти более сложные схемы часто называют макромоделями исходной схемы. Примером макромодели является схема Бойля для операционного усилителя 741.
In electrical engineering, an equivalent circuit refers to a theoretical circuit that retains all of the electrical characteristics of a given circuit. Often, an equivalent circuit is sought that simplifies calculation, and more broadly, that is a simplest form of a more complex circuit in order to aid analysis. In its most common form, an equivalent circuit is made up of linear, passive elements. However, more complex equivalent circuits are used that approximate the nonlinear behavior of the original circuit as well. These more complex circuits often are called macromodels of the original circuit. An example of a macromodel is the Boyle circuit for the 741 operational amplifier.
Двухпортовые сети
Линейные четырехполюсные схемы, в которых сигнал подается на одну пару клемм, а выход снимается с другой, часто моделируются как двухпортовые сети. Они могут быть представлены простыми эквивалентными схемами из импедансов и управляемых источников. Для анализа схемы как двухпортовой сети токи, приложенные к цепи, должны удовлетворять условию порта: ток, входящий в одну клемму порта, должен быть равен току, выходящему из другой клеммы порта. Линеаризуя нелинейную цепь вблизи рабочей точки, можно получить такое двухпортовое представление для транзисторов: см. схемы с гибридными π-параметрами и h-параметрами.
Linear four terminal circuits in which a signal is applied to one pair of terminals and an output is taken from another, are often modeled as two port networks. These can be represented by simple equivalent circuits of impedances and dependent sources. To be analyzed as a two port network the currents applied to the circuit must satisfy the port condition: the current entering one terminal of a port must be equal to the current leaving the other terminal of the port. By linearizing a nonlinear circuit about its operating point, such a two port representation can be made for transistors: see hybrid pi and h parameter circuits.
Дельта и Вай
В трехфазных электрических цепях трехфазные источники и нагрузки могут быть соединены двумя различными способами, называемыми соединением "звезда" и соединением "треугольник". При анализе схем иногда упростить анализ можно, преобразовав эквивалентные схемы звезда и треугольник друг в друга. Это можно сделать с помощью преобразования звезда-треугольник.
In three phase power circuits, three phase sources and loads can be connected in two different ways, called a "delta" connection and a "wye" connection. In analyzing circuits, sometimes it simplifies the analysis to convert between equivalent wye and delta circuits. This can be done with the wye delta transform.
В биологии
Эквивалентные схемы могут использоваться для электрического описания и моделирования либо а) непрерывных материалов или биологических систем, в которых ток на самом деле не течет по четко определенным цепям, либо б) распределенных реактивных сопротивлений, таких как в электрических линиях или обмотках, которые не соответствуют реальным дискретным компонентам. Например, клеточную мембрану можно смоделировать как емкость (то есть липидный бислой), параллельно соединенную с комбинациями источников постоянного напряжения, представляющих собой сопротивление (то есть ионные каналы, работающие за счет ионного градиента через мембрану).
Equivalent circuits can be used to electrically describe and model either a) continuous materials or biological systems in which current does not actually flow in defined circuits or b) distributed reactances, such as found in electrical lines or windings, that do not represent actual discrete components. For example, a cell membrane can be modelled as a capacitance (i. e. the lipid bilayer) in parallel with resistance DC voltage source combinations (i. e. ion channels powered by an ion gradient across the membrane).