Đối với mỗi mạch điện, có hai hoặc bổ sung nguồn cung cấp độc lập như dòng điện, điện áp hoặc cả hai nguồn. Để kiểm tra những mạch điện , các định lý chồng chất được sử dụng rộng rãi và hầu hết cho các mạch miền thời gian ở các tần số khác nhau. Ví dụ, một mạch DC tuyến tính bao gồm một hoặc nhiều nguồn cung cấp độc lập, chúng ta có thể lấy các nguồn cung cấp như điện áp và dòng điện bằng cách sử dụng các phương pháp như phân tích lưới và kỹ thuật phân tích nút. Nếu không, chúng ta có thể sử dụng “định lý chồng chất” bao gồm mọi kết quả cung cấp riêng lẻ về giá trị của biến được quyết định. Điều này có nghĩa là định lý giả định rằng mọi nguồn cung cấp trong mạch đều phát hiện ra tốc độ của biến một cách độc lập và cuối cùng tạo ra biến thứ cấp bằng cách chèn các biến được lý luận bởi tác dụng của mọi nguồn. Mặc dù quá trình của nó là rất khó khăn nhưng vẫn có thể áp dụng cho mọi mạch tuyến tính.

Định lý chồng chất là gì?

Định lý chồng chất là một phương pháp cho các nguồn cung cấp Độc lập có trong một mạch điện như điện áp và dòng điện và đó được coi là một nguồn cung cấp tại một thời điểm. Định lý này cho biết rằng trong một n / w tuyến tính bao gồm một hoặc nhiều nguồn, dòng điện chạy qua một số nguồn cung cấp trong mạch là phép tính đại số của dòng điện khi tác động các nguồn giống như độc lập.

Ứng dụng của định lý này chỉ liên quan đến n / ws tuyến tính, và cả trong cả mạch AC & DC, nơi nó hỗ trợ xây dựng các mạch như “ Norton ' cũng như ' Thevenin ”Mạch tương đương.

Ví dụ, mạch có hai hoặc nhiều nguồn cung cấp thì mạch sẽ được tách thành một số mạch dựa trên phát biểu của định lý chồng chất. Ở đây, các mạch tách rời có thể làm cho toàn bộ mạch có vẻ rất đơn giản theo các phương pháp dễ dàng hơn. Và, bằng cách hợp nhất các mạch riêng biệt vào một thời điểm khác sau khi sửa đổi từng mạch riêng lẻ, người ta có thể đơn giản phát hiện ra các yếu tố như điện áp nút, sụt áp ở mọi điện trở, dòng điện, v.v.

Phương pháp từng bước của phát biểu định lý chồng chất

Các phương pháp từng bước sau đây được sử dụng để khám phá phản ứng của một mạch trong một phép chia cụ thể theo định lý chồng chất.

Tính toán phản ứng trong một nhánh cụ thể của mạch bằng cách cho phép cung cấp một nguồn độc lập cũng như loại bỏ nguồn cung cấp độc lập còn lại cho dòng điện trong mạng.
Làm lại bước trên đối với tất cả các nguồn điện áp và dòng điện có trong mạch.
Bao gồm tất cả các phản ứng để có được tổng phản ứng trong một mạch cụ thể khi tất cả các nguồn cung cấp đều có trong mạng.

Điều kiện để áp dụng Định lý chồng chất là gì?

Các điều kiện sau phải được đáp ứng để áp dụng định lý này cho một mạng

Các thành phần mạch phải tuyến tính. Ví dụ, dòng điện tỷ lệ với điện áp đối với điện trở được đặt vào mạch, liên kết từ thông có thể tỷ lệ với dòng điện đối với cuộn cảm.
Các thành phần mạch phải song song có nghĩa là dòng điện trong các cực đối diện của nguồn điện áp phải giống nhau.
Các thành phần được sử dụng trong mạng này là thụ động vì chúng không khuếch đại nếu không sẽ chỉnh lưu. Các thành phần này là điện trở, cuộn cảm và tụ điện.
Các thành phần tích cực không nên được sử dụng vì chúng không bao giờ tuyến tính cũng như không bao giờ song song. Các thành phần này chủ yếu bao gồm bóng bán dẫn, ống điện tử và điốt bán dẫn.

Ví dụ về Định lý chồng chất

Sơ đồ mạch điện cơ bản của định lý chồng chất được hiển thị bên dưới, và nó là ví dụ tốt nhất về định lý này. Bằng cách sử dụng mạch này, hãy tính cường độ dòng điện qua điện trở R cho đoạn mạch sau.

Mạch DC - Định lý chồng chất

Tắt nguồn điện áp thứ cấp nghĩa là V2 và tính cường độ dòng điện I1 trong đoạn mạch sau.

Khi nguồn điện áp V2 bị tắt

Chúng ta biết rằng luật ohms V = IR

I1 = V1 / R

Tắt nguồn điện áp sơ cấp tức là V1 và tính cường độ dòng điện I2 trong mạch sau.

Khi nguồn điện áp V1 bị tắt

I2 = -V2 / R

Theo định lý chồng chất, dòng điện I = I1 + I2

I = V1 / R-V2 / R

Cách sử dụng Định lý chồng chất?

Các bước sau đây sẽ cho bạn biết cách áp dụng định lý chồng chất để giải một bài toán.

Lấy một nguồn trong mạch
Các nguồn độc lập còn lại phải được đặt về không bằng cách thay thế các nguồn điện áp qua ngắn mạch trong khi các nguồn dòng điện hở mạch
Để lại các nguồn độc lập
Tính lưu lượng của hướng dòng điện cũng như cường độ trong toàn bộ nhánh yêu cầu như là kết quả của nguồn đơn được ưu tiên trong bước đầu tiên.
Đối với mọi nguồn, lặp lại các bước từ bước đầu tiên đến bước thứ tư cho đến khi đo được dòng điện nhánh yêu cầu do nguồn hoạt động một mình.
Đối với nhánh bắt buộc, hãy thêm tất cả dòng điện thành phần bằng cách sử dụng các hướng. Đối với mạch điện xoay chiều, cần thực hiện tổng phasor.
Cần làm theo các bước tương tự để đo điện áp trên bất kỳ phần tử nào trong mạch.

Các vấn đề về định lý chồng chất

Đoạn mạch sau đây cho thấy mạch một chiều cơ bản để giải quyết vấn đề định lý chồng chất sao cho chúng ta có thể nhận được điện áp trên các đầu nối tải. Trong đoạn mạch sau đây, có hai nguồn cung cấp độc lập là dòng điện và hiệu điện thế.

Sơ đồ mạch DC đơn giản

Ban đầu, trong đoạn mạch trên, chúng ta chỉ giữ nguồn điện áp là hoạt động, và nguồn còn lại giống như dòng điện được thay đổi với điện trở bên trong. Vì vậy mạch điện trên sẽ trở thành mạch hở như hình vẽ bên.

Khi một nguồn điện áp hoạt động

Xem xét điện áp trên các đầu nối tải VL1 với nguồn cung cấp điện áp thực hiện một mình, sau đó

VL1 = Vs (R3 / (R3 + R1))

Ở đây, Vs = 15, R3 = 10 và R2- = 15

Vui lòng thay các giá trị trên vào phương trình trên

VL1 = Vs × R3 / (R3 + R2)

= 15 (10 / (10 + 15))

15 (25/10)

= 6 Vôn

Chỉ giữ nguồn cung cấp hiện tại và thay đổi nguồn điện áp bằng điện trở bên trong của nó. Vì vậy mạch sẽ trở thành ngắn mạch như hình vẽ sau.

Ngắn mạch

“máy cắt lỗi hồ quang làm gì ”

Coi điện áp trên các đầu cuối tải là ‘VL2’ trong khi chỉ cung cấp dòng điện thực hiện. Sau đó

VL2 = I x R

IL = 1 x R1 / (R1 + R2)

R1 = 15 RL = 25

= 1 × 15 / (15 +25) = 0,375 Amps

VL2 = 0,375 × 10 = 3,75 Volts

Kết quả là chúng ta biết rằng định lý chồng chất phát biểu rằng điện áp trên tải là lượng VL1 & VL2

VL = VL1 + VL2

6 + 3,75 = 9,75 Volts

Điều kiện tiên quyết của Định lý chồng chất

Định lý chồng chất có thể áp dụng đơn giản cho các mạch có thể rút gọn theo hướng kết hợp nối tiếp hoặc song song với mọi nguồn điện tại một thời điểm. Vì vậy, điều này không được áp dụng để kiểm tra một mạch cầu không cân bằng. Nó đơn giản hoạt động ở bất cứ nơi nào các phương trình cơ bản là tuyến tính
Yêu cầu về tuyến tính là không có gì nhưng nó chỉ thích hợp để xác định điện áp và dòng điện. Định lý này không được sử dụng cho các mạch mà điện trở của bất kỳ thành phần nào thay đổi thông qua dòng điện nếu không thì điện áp.

Do đó, các mạch điện bao gồm các thành phần như đèn phóng điện hoặc đèn sợi đốt nếu không thì không thể đánh giá các biến thể. Một yêu cầu khác của định lý này là các thành phần được sử dụng trong mạch phải là song song.

Định lý này sử dụng trong nghiên cứu AC (dòng điện xoay chiều) mạch điện cũng như mạch điện bán dẫn, trong đó dòng điện xoay chiều thường xuyên được trộn qua một chiều. Vì điện áp xoay chiều, cũng như các phương trình dòng điện, tuyến tính tương tự như dòng điện một chiều. Vì vậy, định lý này được sử dụng để kiểm tra mạch điện với nguồn điện một chiều, sau đó với nguồn điện xoay chiều. Cả hai kết quả sẽ được kết hợp để cho biết điều gì sẽ xảy ra với cả hai nguồn có hiệu lực.

Thử nghiệm Định lý chồng chất

Thí nghiệm của định lý chồng chất có thể được thực hiện như sau. Từng bước của thử nghiệm này được thảo luận dưới đây.

Mục đích

Kiểm chứng định lý chồng chất bằng thực nghiệm bằng mạch điện sau. Đây là một phương pháp phân tích được sử dụng để xác định dòng điện trong một mạch sử dụng nhiều hơn một nguồn cung cấp.

Thiết bị / Thành phần bắt buộc

Bộ máy của mạch này là một bảng mạch, dây kết nối, milimét, điện trở, v.v.

Lý thuyết về Thử nghiệm

Định lý chồng chất được sử dụng đơn giản khi mạch điện bao gồm hai hoặc nhiều nguồn. Định lý này chủ yếu được sử dụng để rút ngắn các phép tính của mạch. Định lý này phát biểu rằng, trong một mạch hai bên, nếu một số nguồn năng lượng được sử dụng như hai hoặc trên, thì dòng điện sẽ ở đó tại một điểm bất kỳ và nó là tổng của tất cả các dòng điện.

Dòng sẽ ở điểm mà mọi nguồn được xem xét riêng biệt & các nguồn khác sẽ được thay đổi tại thời điểm đó thông qua trở kháng tương đương với trở kháng bên trong của chúng.

Sơ đồ mạch

Mạch thí nghiệm của định lý chồng chất

Thủ tục

Quy trình từng bước của thí nghiệm này được thảo luận dưới đây.

Kết nối DC Nguồn cấp qua các đầu cuối của 1 & I1 & điện áp được áp dụng là V1 = 8V và tương tự, áp dụng trên các đầu cuối nơi nguồn cung cấp điện áp V2 là 10 vôn
Đo dòng điện qua tất cả các nhánh và chúng là I1, I2 & I3.
Đầu tiên, mắc nguồn điện áp V1 = 8V qua đầu 1 đến I1 & ngắn mạch qua đầu 2 đến I2 là V2 = 0V.
Tính lưu lượng dòng điện trong tất cả các nhánh ứng với V1 = 8V và V2 = 10V qua một milimét. Các dòng điện này được ký hiệu là I1 ’, I2’ & I3 ’.
Tương tự, kết nối chỉ V2 = 10 vôn qua các đầu nối 2 đến I2 cũng như các đầu nối ngắn mạch 1 & I1, V1 = 0. Tính dòng điện qua tất cả các nhánh cho hai điện áp với sự trợ giúp của milimét và chúng được ký hiệu là I1 ”, I2” & I3 ”.

Để xác minh định lý chồng chất,

I1 = I1 ’+ I1”

I2 = I2 ’+ I2’

I3 = I3 ’+ I3”

Đo các giá trị dòng lý thuyết và các giá trị này phải tương đương với các giá trị được đo cho dòng điện.

Bảng quan sát

Giá trị của I1, I2, I3 khi V1 = 8V & V2 = 10V, giá trị của I1 ', I2' & I3 'khi V1 = 8V và V2 = 0 và đối với các giá trị, I1' ', I2' '& I3 '' khi V1 = 0 & V2 = 10V.

V1 = 8V V2 = 10V	V1 = 8V V2 = 0V	V1 = 0V V2 = 10V
I1	I1 '	I1 ''
I2	I2 ’	I2 ’’
I3	I3 ’	I3 ’’ “bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào ”

Mạch thí nghiệm cuối cùng của Định lý chồng chất

Phần kết luận

Trong thí nghiệm trên, dòng điện nhánh không là gì khác ngoài tổng đại số của các dòng điện do nguồn điện áp riêng rẽ khi các nguồn điện áp còn lại ngắn mạch, do đó định lý này đã được chứng minh.

Hạn chế

Những hạn chế của định lý chồng chất bao gồm những điều sau đây.

Định lý này không áp dụng để đo công suất nhưng nó đo điện áp và dòng điện
Nó được sử dụng trong mạch tuyến tính nhưng không được sử dụng trong mạch phi tuyến
Định lý này được áp dụng khi đoạn mạch phải có trên một nguồn
Đối với mạch cầu không cân bằng, nó không được áp dụng
Định lý này không được sử dụng để tính toán lũy thừa bởi vì công việc của định lý này có thể được thực hiện dựa trên tuyến tính. Bởi vì phương trình công suất là tích của dòng điện và điện áp, nếu không thì bình phương của điện áp hoặc dòng điện nhưng không tuyến tính. Do đó, công suất được sử dụng thông qua phần tử trong mạch sử dụng định lý này là không thể đạt được.
Nếu tùy chọn tải có thể thay đổi nếu không thì điện trở tải thay đổi thường xuyên, thì cần đạt được mọi đóng góp nguồn cho điện áp hoặc dòng điện & tổng của chúng cho mỗi biến đổi trong khả năng chịu tải. Vì vậy đây là một quá trình rất khó để phân tích các mạch khó.
Định lý chồng chất không thể hữu ích cho các phép tính lũy thừa nhưng định lý này hoạt động trên nguyên tắc tuyến tính. Vì phương trình công suất không phải là tuyến tính. Kết quả là, công suất được sử dụng bởi hệ số trong một đoạn mạch với định lý này là không thể đạt được.
Nếu lựa chọn tải có thể thay đổi, thì cần phải đạt được mỗi tặng phẩm cung cấp và tính toán của chúng cho mỗi biến đổi trong khả năng chịu tải. Vì vậy đây là một phương pháp rất khó để phân tích mạch phức chất.

Các ứng dụng

Các ứng dụng của định lý chồng chất là, chúng tôi chỉ có thể sử dụng mạch tuyến tính cũng như mạch có nhiều nguồn cung cấp hơn.

Từ các ví dụ về định lý chồng chất ở trên, định lý này không thể được sử dụng cho các mạch không tuyến tính, nhưng có thể áp dụng cho các mạch tuyến tính. Mạch có thể được kiểm tra với một nguồn điện duy nhất tại một thời điểm,

Dòng điện và điện áp phần tương đương bao gồm đại số khám phá những gì chúng sẽ thực hiện với mọi nguồn điện có hiệu lực. Để hủy bỏ tất cả ngoại trừ một nguồn cung cấp cho nghiên cứu, hãy thay thế bất kỳ nguồn điện nào bằng cáp khôi phục lại bất kỳ nguồn cung cấp hiện tại nào bị đứt.

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về định lý chồng chất trong đó nói rằng bằng cách sử dụng định lý này, tại một thời điểm chúng ta có thể phân tích mạch chỉ sử dụng một nguồn điện, các dòng điện thành phần liên quan, cũng như điện áp, có thể được cộng đại số để quan sát xem chúng sẽ đạt được gì khi sử dụng tất cả các nguồn điện một cách hiệu quả. Để loại bỏ tất cả, trừ một nguồn điện để phân tích, sau đó thay đổi bất kỳ nguồn điện áp nào bằng dây dẫn và thay đổi bất kỳ nguồn dòng điện nào thông qua mở (ngắt). Đây là một câu hỏi dành cho bạn, KVL là gì?