11.6.6 Analyse af elektriske kredsløb
11.6.6.1 Analysemetoder
Elektriske kredsløb analyseres med det formål at finde strømme og spændinger i kredsløbet. Det kan for eksempel, for et kredsløb med en indgang og en udgang, være interessant at bestemme indgangsimpedansen, som er forholdet mellem spændingen og strømmen på indgangen, og det kunne være interessant at finde spændingsforstærkningen, som er forholdet mellem spændingen på hhv. udgang og indgang.
Kredsløbene kan opdeles i:
- R-kredsløb. Indeholder kun modstande. Kan analyseres med DC-signaler. Der anvendes reelle tal i beregningerne.
- RLC-kredsløb. Indeholder modstande, spoler og kondensatorer. Der kan anvendes KSN (Kompleks Symbolsk Notation). Beregningerne vil indeholde komplekse tal. Der kan også udføres tidsdomæneanalyse vha. Laplacetransformation eller ved direkte løsning af de involverede differentialligninger.
- RLCM-kredsløb. Samme bemærkninger som ovenfor, men kredsløbet indeholder også gensidige induktioner (M), hvilket for eksempel kan være manifesteret som transformatorer.
Kredsløbene indeholder, udover komponenterne, der er nævnt ovenfor, også generatorer. Generatorerne kan være uafhængige og/eller styrede spændings- og/eller strømgeneratorer. Der skelnes undertiden mellem “generatorfortegn” og “forbrugerfortegn” som vist på figur 11.6.27. Ved generatorfortegn løber strømmen fra plus til minus, ved forbrugerfortegn er det omvendt. Der tales her om strømmen udenfor toporten, ikke igennem den.
Figur 11.6.27 Generatorfortegn og forbrugerfortegn.
Analysemetoderne, der anvendes kan være nedenstående eller en kombination af nedenstående.
- Løsning af kredsløbsligningerne vha. lineær algebra.
Ligningerne udvikles vha. Kirchhoffs love, som er maskeloven samt knudepunktloven. - Ved substitution.
- Ved superposition.
- Ved anvendelse af Helmholtz-Thévenins sætning eller Mayer-Nortons sætning.