Ya, ini pertanyaan pedagogis. Saat menjawab pertanyaan baru lainnya, saya ingin merujuk OP ke instruksi ringkas untuk menggunakan superposisi untuk menyelesaikan sirkuit. Saya menemukan bahwa semua sumber daya online yang mudah ditemukan agak kurang. Biasanya mereka tidak jelas tentang apa jenis superposisi sirkuit berlaku untuk, atau tentang metode aktual untuk menerapkan teorema superposisi untuk masalah sirkuit. Begitu,
Jenis sirkuit apa yang bisa diselesaikan dengan superposisi?
Bagaimana berbagai jenis sumber diperlakukan ketika menyelesaikan dengan superposisi?
Apa langkah-langkah untuk menyelesaikan rangkaian menggunakan teorema superposisi?
circuit-analysis
Foton
sumber
sumber
Jawaban:
Teorema superposisi
" The superposisi Teorema bagi negara-negara sirkuit listrik yang untuk sistem linear respon (tegangan atau arus) di setiap cabang dari rangkaian linear bilateral memiliki lebih dari satu sumber independen sama dengan jumlah aljabar dari tanggapan yang disebabkan oleh masing-masing sumber independen bertindak sendiri , di mana semua sumber independen lainnya digantikan oleh impedansi internal mereka . "
Sirkuit yang terbuat dari salah satu komponen berikut dapat diselesaikan menggunakan teorema superposisi
Ikuti algoritma:
Impedansi internal sumber tegangan adalah nol dan sumber arus adalah tak terhingga. Jadi ganti sumber tegangan dengan hubung singkat dan sumber arus dengan hubung terbuka saat menjalankan langkah 3 dalam algoritma di atas.
Sumber independen harus diperlakukan sebagaimana dijelaskan di atas.
Dalam hal sumber dependen, jangan sentuh mereka.
sumber
Superposisi hanya berlaku ketika Anda memiliki sistem yang sepenuhnya linier, yaitu:
Dalam konteks analisis rangkaian, rangkaian harus terdiri dari elemen linier (kapasitor, induktor, transformator linier, dan resistor) dengan sumber independen N, dan apa yang Anda selesaikan harus berupa voltase atau arus. Perhatikan bahwa Anda dapat mengambil solusi super-dibebankan ke tegangan / arus untuk menemukan jumlah lain yang tidak linier (mis. Daya dihamburkan dalam resistor), tetapi Anda tidak dapat menempatkan (menambahkan) jumlah non-linear untuk menemukan solusi untuk yang lebih besar sistem.
Sebagai contoh, mari kita ambil satu resistor dan melihat hukum Ohm (saya menggunakan U dan J masing-masing untuk tegangan / arus, tanpa alasan khusus) dan melihat bagaimana arus berkontribusi dari sumber mempengaruhi tegangan:saya
Jadi saya dapat menemukan tegangan melintasi resistor dengan menjumlahkan kontribusi arus dari setiap sumber independen dari sumber lain. Demikian pula, untuk menemukan arus yang mengalir melalui resistor:
Namun, jika saya mulai melihat kekuatan, superposisi tidak lagi berlaku:
Proses umum untuk menyelesaikan sirkuit menggunakan superposisi adalah:
Contoh 1
Ambil sirkuit ini dengan dua sumber:
mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab
Saya ingin menyelesaikan untuk arus J yang mengalir melalui R1.
Pilih V1 sebagai sumber 1, dan I1 sebagai sumber 2.
Memecahkan untuk , sirkuit menjadi:J1
mensimulasikan rangkaian ini
Jadi kita tahu bahwa .J1=0
Sekarang pemecahan untuk , sirkuit menjadi:J2
mensimulasikan rangkaian ini
Jadi kita dapat menemukan .J2=I1
Menerapkan superposisi,
Contoh 2
mensimulasikan rangkaian ini
Sekarang Saya tertarik pada arus yang melalui R4 . Mengikuti proses umum yang diuraikan sebelumnya, jika saya menyatakan V1 sebagai sumber 1, V2 sebagai sumber 2, dan I1 sebagai sumber 3, saya dapat menemukan:J
Dengan demikian solusi terakhir adalah:
Kekuatan superposisi berasal dari mengajukan pertanyaan "bagaimana jika saya ingin menambah / menghapus sumber?" Katakanlah, saya ingin menambahkan sumber I2 saat ini:
mensimulasikan rangkaian ini
Alih-alih memulai dari awal, satu-satunya hal yang perlu saya lakukan sekarang adalah menemukan solusi untuk sumber I2 baru saya dan menambahkannya ke solusi lama saya:
sumber