Princíp superpozície

Významnou vlastnosťou lineárnych obvodov je, že závislosť medzi podnetmi a ich ozvami je v týchto obvodoch lineárna. Na základe tejto vlastnosti (princíp superpozície) možno určiť prúdovú alebo napäťovú ozvu v lineárnom obvode s niekoľkými nezávislými zdrojmi ako súčet zodpovedajúcich oziev, ktoré boli získané postupným pôsobením vždy len jedného zdroja. Príklad na obrázku ilustruje použitú metódu. Všetky zdroje napätia okrem jedného sú postupne nahradzované ich vnútornými  odpormi (skratmi) a počítajú sa príslušné prúdové ozvy od jednotlivých zdrojov napätia. Nakoniec sa zosuperponujú (spočítajú) jednotlivé prúdové ozvy.

 

Kirchhoffove zákony

Cieľom ilustračného príkladu je demonštrovať použitie 1 a 2 Kirchhoffovho zákona - určiť odpor R1 a prúd v sekcii A-B.

 

Metóda slučkových prúdov

Princíp metódy slučkových prúdov je založený na analýze obvodu pomocou fiktívnych slučkových prúdov, vzájomne rovnako orientovaných. Po aplikácii 2 Kirchhoffovho zákona pre nezávislé slučky sa vypočítajú skutočné vetvové prúdy.

 

 

Theveninova poučka (teoréma)

Theveninova teoréma - napätie a prúd na svorkách aktívneho jednobranu sa nezmenia, ak sa zamení tento aktívny jednobran za pasívny, reprezentovaný zdrojom napätia naprázdno UT pôvodného jednobranu a vnútorným odporom Rint. Odpor Rint sa určí z pôvodného z jednobranu, v ktorom sú zdroje nahradené ich vnútornými odpormi (zdroje napätia skratom a zdroje prúdu rozpojkou.Ideálny napäťový zdroj má Rint=0. Ideálny prúdový zdroj má 1/Rint=0.)

 

 

Príklad na Theveninov náhradný obvod

V bode 1) sa určí napätie naprázdno UT.  V bode 2) sa z upraveného obvodu (po nahradení zdrojov napätia jeho vnútorným odporom) sa určí Rint a nakoniec maximálne možný prúd nakrátko Isc (pre možnosť porovnania s Nortonovým náhradným obvodom).

 

 

Nortonova poučka (teoréma)

Nortonova teorema - napätie a prúd na svorkách aktívneho jednobranu sa nezmenia, ak sa zamení tento aktívny jednobran za pasívny, reprezentovaný zdrojom prúdu nakrátko Isc pôvodného jednobranu (pri nakrátko spojených svorkách pôvodného aktívneho jednobranu) a vnútorným odporom Rint. Odpor Rint sa určí z pôvodného z jednobranu, v ktorom sú zdroje nahradené ich vnútornými odpormi (zdroje napätia skratom a zdroje prúdu rozpojkou Ideálny napäťový zdroj má Rint=0. Ideálny prúdový zdroj má 1/Rint=0.)

 

 

Príklad na Nortonov náhradný obvod

V bode 1) sa určí ako pomôcka napätie naprázdno UT.  V bode 2) sa z upraveného obvodu (po nahradení zdrojov napätia jeho vnútorným odporom) sa určí Rint a nakoniec maximálne možný prúd nakrátko Isc.

  

 

Ekvivaletnosť Theveninovho a Nortonovho náhradného obvodu

Obidva náhradné obvody sú rovnocennou náhradou pôvodného aktívneho jednobranu.

 

 

Prispôsobenie zdroja k záťaži

Skutočný zdroj sa môže za určitých okolností blížiť svojimi správaním sa v obvode k niektorému z ideálnych zdrojov. Závisí to od jeho vnútorného odporu R0 k odporu záťaže RI. Pre daný zdroj napätia je napätie U0 konštanta a preto hodnota odovzdaného výkonu závisí výlučne od vzájomného pomeru zaťažovacieho a vnútorného odporu. Maximálny výkon môže zdroj dodať do prispôsobenej záťaže R0=RI. Z hľadiska dosiahnutia maximálneho výstupného napätia je vhodná voľba RI>>R0. Z hľadiska dosiahnutia maximálneho výstupného pr[du je vhodná voľba RI<<R0.