Электрические схемы: Мастер-класс для начинающих

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. 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.