すべての電気回路には、電流、電圧、または両方のソースなど、2つまたは追加の独立した電源があります。これらを調べるために電気回路、 重ね合わせの原理 広く利用されており、主にさまざまな周波数の時間領域回路に使用されます。たとえば、線形DC回路は、1つまたは複数の独立した電源で構成されており、メッシュ分析やノード分析手法などの方法を使用して、電圧や電流などの電源を取得できます。それ以外の場合は、決定する変数の価値に関するすべての個別の供給結果を含む「重ね合わせの原理」を採用できます。これは、定理は、回路内のすべての電源が独立して変数のレートを検出し、最後にすべてのソースの効果によって推論される変数を挿入することによって2次変数を生成すると想定していることを意味します。そのプロセスは非常に困難ですが、それでもすべての線形回路に適用できます。

重ね合わせの原理とは何ですか？

重ね合わせの原理は、に存在する独立した供給のための方法です。電子回路電圧と電流のように、それは一度に1つの電源と見なされます。この定理は、1つまたは複数のソースを含む線形n / wでは、回路内の複数の電源を流れる電流は、ソースを独立して動作させる場合の電流の代数計算であることを示しています。

この定理の適用には、単純に線形のn / wsが含まれます。また、AC回路とDC回路の両方で、次のような回路の構築を支援します。ノートン ' と同様 ' テブナン」等価回路。

たとえば、2つ以上の電源がある回路は、重ね合わせの原理のステートメントに基づいて、いくつかの回路に分離されます。ここで、分離された回路は、回路全体をより簡単な方法で非常に単純に見えるようにすることができます。また、個々の回路を変更した後、分離した回路をもう一度マージすることで、ノード電圧、すべての抵抗での電圧降下、電流などの要因を簡単に見つけることができます。

重ね合わせの原理ステートメントの段階的な方法

次の段階的な方法は、重ね合わせの原理によって特定の除算の回路の応答を発見するために使用されます。

1つの独立した電源を許可し、ネットワーク内の残りの独立した電源を削除することにより、回路の特定の分岐での応答を計算します。
回路内のすべての電圧および電流源に対して、上記の手順を再度実行します。
すべての電源がネットワークにあるときに特定の回路で全体的な応答を取得するために、すべての反応を含めます。

重ね合わせの原理を適用するための条件は何ですか？

この定理をネットワークに適用するには、次の条件を満たす必要があります。

回路コンポーネントは線形でなければなりません。たとえば、電流の流れは回路に印加される抵抗器の電圧に比例し、磁束リンケージはインダクタの電流に比例する可能性があります。
回路コンポーネントは両側性である必要があります。つまり、電圧源の反対の極性での電流の流れは同じである必要があります。
このネットワークで使用されるコンポーネントは、増幅せず、整流しないため、パッシブです。これらのコンポーネントは、抵抗、インダクタ、コンデンサです。
有効成分は、直線的ではなく、二国間でもないため、使用しないでください。これらのコンポーネントには、主にトランジスタ、電子管、および半導体ダイオードが含まれます。

重ね合わせの原理の例

重ね合わせの原理の基本的な回路図を以下に示します。これはこの定理の最良の例です。この回路を使用して、次の回路の抵抗Rを流れる電流を計算します。

DC回路–重ね合わせの原理

次の回路で二次電圧源、つまりV2を無効にし、電流I1の流れを計算します。

V2電圧源が無効の場合

オームの法則V = IR

I1 = V1 / R

一次電圧源、つまりV1を無効にし、次の回路で電流I2の流れを計算します。

V1電圧源が無効の場合

I2 = -V2 / R

重ね合わせの原理によれば、ネットワーク電流I = I1 + I2

I = V1 / R-V2 / R

重ね合わせの原理の使い方は？

次の手順では、重ね合わせの原理を適用して問題を解決する方法を説明します。

回路内の1つのソースを取ります
残りの独立した電源は、電圧源を短絡で置き換えることによってゼロに設定する必要がありますが、電流源は開回路である
独立した情報源を残す
最初のステップで優先される単一のソースの結果として、必要なブランチ全体の電流方向と大きさの流れを計算します。
すべてのソースについて、ソースが単独で動作するために必要な分岐電流が測定されるまで、最初のステップから4番目のステップまでのステップを繰り返します。
必要な分岐について、方向を使用して現在のすべてのコンポーネントを追加します。 AC回路の場合、フェーザ和を行う必要があります。
回路内の任意の要素の両端の電圧を測定するには、同じ手順に従う必要があります。

重ね合わせの原理の問題

次の回路は、重ね合わせの原理の問題を解決して、負荷端子間の電圧を取得できるようにするための基本的なDC回路を示しています。次の回路には、電流と電圧という2つの独立した電源があります。

簡単なDC回路図

最初、上記の回路では、電圧供給のみが動作し続け、電流のような残りの供給は内部抵抗で変化します。そのため、上図は下図のように開回路になります。

1つの電圧源がアクティブな場合

負荷端子VL1の両端の電圧を考慮し、電圧供給を単独で実行します。

VL1 = Vs（R3 /（R3 + R1））

ここで、Vs = 15、R3 = 10およびR2- = 15

上記の式に上記の値を代入してください

VL1 = Vs×R3 /（R3 + R2）

= 15（10 /（10 + 15））

15（10/25）

= 6ボルト

電流供給のみを保持し、内部抵抗で電圧供給を変更します。そのため、次の図に示すように、回路は短絡になります。

短絡

“アナログ信号処理とデジタル信号処理 ”

負荷端子間の電圧が「VL2」であり、電流供給のみが実行されていると考えてください。次に

VL2 = I x R

IL = 1 x R1 /（R1 + R2）

R1 = 15 RL = 25

= 1×15 /（15 +25）= 0.375アンペア

VL2 = 0.375×10 = 3.75ボルト

その結果、重ね合わせの原理では、負荷両端の電圧はVL1とVL2の量であることがわかります。

VL = VL1 + VL2

6 + 3.75 = 9.75ボルト

重ね合わせの原理の前提条件

重ね合わせの原理は、一度にすべての電源の直列または並列の組み合わせに向けて還元可能な回路に簡単に適用できます。したがって、これは不平衡ブリッジ回路の検査には適用できません。これは、基本方程式が線形である場合は常に機能します。
直線性の要件は他にありませんが、電圧と電流を決定することだけが適切です。この定理は、コンポーネントの抵抗が電流または電圧によって変化する回路には使用されません。

したがって、ガス放電灯や白熱灯などの部品を含む回路は、バリスタを評価できませんでした。この定理のもう1つの要件は、回路で使用されるコンポーネントが両側である必要があることです。

この定理は、 AC（交流）回路および半導体回路。交流はDCを介して頻繁に混合されます。 AC電圧、および電流方程式は、直流と同様に線形であるため。したがって、この定理は、DC電源を使用して回路を調べ、その後AC電源を使用して回路を調べるために使用されます。両方の結果を組み合わせて、有効な両方のソースで何が起こるかを示します。

重ね合わせの原理実験

重ね合わせの原理の実験は次のように行うことができます。この実験の段階的な説明を以下に示します。

目的

次の回路を使用して、重ね合わせの原理を実験的に検証します。これは、複数の電源を使用して回路内の電流を決定するために使用される分析方法です。

装置/必要なコンポーネント

この回路の装置は、ブレッドボード、接続ワイヤ、ミリ電流計、抵抗器などです。

実験の理論

重ね合わせの原理は、回路に2つ以上のソースが含まれている場合に使用されます。この定理は、主に回路の計算を短縮するために使用されます。この定理は、二国間回路では、2つ以上のように多数のエネルギー源が使用される場合、電流の流れはいつでもそこにあり、それはすべての電流の合計であると述べています。

流れは、すべてのソースが個別に考慮された時点で発生し、他のソースは、内部インピーダンスと同等のインピーダンスを介してその時点で変更されます。

回路図

重ね合わせの原理の実験回路

手順

この実験の段階的な手順については、以下で説明します。

DCを接続する電源 1とI1の端子間で印加される電圧はV1 = 8Vであり、同様に、電圧源V2が10ボルトである端子間で印加されます。
すべてのブランチ全体の電流の流れを測定します。これらはI1、I2、I3です。
まず、電圧源V1 = 8Vを1からI1の端子に接続し、2からI2の短絡端子をV2 = 0Vにします。
ミリアンメータを介して、V1 = 8VおよびV2 = 10Vのすべての分岐の電流の流れを計算します。これらの電流は、I1 ’、I2’、およびI3 ’で表されます。
同様に、2つの両端のV2 = 10ボルトのみをI2端子、および短絡端子1とI1、V1 = 0に接続します。ミリアンペアメーターを使用して、2つの電圧のすべての分岐にわたる電流の流れを計算します。これらは、I1”、I2”、およびI3”で表されます。

重ね合わせの原理を検証するには、

I1 = I1 ’+ I1”

I2 = I2 ’+ I2’

I3 = I3 ’+ I3”

理論的な電流値を測定します。これらは、電流について測定された値と同等である必要があります。

観測表

V1 = 8VおよびV2 = 10Vの場合のI1、I2、I3の値、V1 = 8VおよびV2 = 0の場合のI1 '、I2'およびI3 'の値、および値の場合、I1' '、I2' 'およびI3 '' V1 = 0＆V2 = 10Vの場合。

V1 = 8V V2 = 10V	V1 = 8V V2 = 0V	V1 = 0V V2 = 10V
I1	I1 '	I1 ''
I2	I2 ’	I2 ’’
I3	I3 ’	I3 ’’

重ね合わせの原理の最終実験回路

結論

上記の実験では、残りの電圧源が短絡されると別個の電圧源があるため、分岐電流は電流の代数和に他なりません。したがって、この定理が証明されました。

制限事項

重ね合わせの原理の限界は次のとおりです。

“エレベーターの動作原理pdf ”

この定理は電力の測定には適用できませんが、電圧と電流を測定します
線形回路では使用されますが、非線形では使用されません
この定理は、回路に1つ以上のソースが必要な場合に適用されます
不平衡ブリッジ回路の場合、適用されません
この定理の作業は線形性に基づいて実行できるため、この定理は電力計算には使用されません。電力方程式は電流と電圧の積であるため、それ以外の場合は電圧または電流の2乗ですが、線形ではありません。したがって、この定理を使用して回路内の要素を介して利用される電力は達成できません。
負荷オプションが変更可能である場合、そうでない場合、負荷抵抗は定期的に変化します。電圧または電流のすべてのソース寄与と、負荷抵抗内の各変換の合計を達成する必要があります。したがって、これは難しい回路を分析するための非常に難しいプロセスです。
重ね合わせの定理は電力計算には役立ちませんが、この定理は線形性の原理に基づいて機能します。電力方程式は線形ではないため。結果として、この定理を持つ回路の係数によって使用される電力は達成できません。
負荷の選択が変更可能である場合は、負荷抵抗の変換ごとに、各電源の寄付とその計算を実行する必要があります。したがって、これは複合回路を分析するための非常に難しい方法です。

アプリケーション

ザ・ 重ね合わせの原理の適用 つまり、線形回路と、より多くの電源を備えた回路のみを使用できます。

上記の重ね合わせの定理の例から、この定理は非線形回路には使用できませんが、線形回路には適用できます。回路は一度に1つの電源で調べることができます。

等価セクション電流および電圧には、有効なすべての電源で何が実行されるかを代数的に発見することが含まれていました。調査のために1つの電源を除くすべてをキャンセルするには、電源をケーブルに置き換えて、電流供給を中断して復元します。

したがって、これはすべてについてです重ね合わせの原理の概要これは、この定理を使用することにより、一度に1つの電源のみを使用して回路を分析できるため、関連するコンポーネントの電流と電圧を代数的に加算して、すべての電源を効果的に使用して何が達成されるかを観察できることを示しています。分析のために1つを除くすべての電源をキャンセルするには、電圧源をワイヤーで変更し、電流源をオープン（ブレーク）で変更します。ここにあなたへの質問があります、KVLとは何ですか？