सर्किट टोपोलॉजी-बुनियादी अवधारणाएं

एक विद्युत सर्किट उपकरणों (तत्वों) और उनके कनेक्टिंग तारों का एक सेट है जिसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह प्रवाहित हो सकता है। इलेक्ट्रिक सर्किट के सभी तत्व साझा करते हैं निष्क्रिय और सक्रिय में.

सक्रिय तत्व विभिन्न प्रकार की ऊर्जा (यांत्रिक, रासायनिक, प्रकाश आदि) को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। निष्क्रिय उपकरणों में, विद्युत ऊर्जा को अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। सक्रिय तत्वों को स्रोत कहा जाता है, निष्क्रिय तत्वों को उपभोक्ता या रिसीवर कहा जाता है।

सर्किट सिद्धांत में, विद्युत तत्वों के आदर्श मॉडल पर विचार किया जाता है। यह तत्वों के विवरण को यथासंभव सरल बनाता है। अधिक जटिल, वास्तविक तत्वों को आदर्श तत्वों के एक सेट से तैयार किया जाता है।

इलेक्ट्रिक सर्किट के मुख्य निष्क्रिय तत्व प्रतिरोधी (प्रतिरोधक तत्व), प्रारंभ करनेवाला (आगमनात्मक तत्व) और कैपेसिटर (कैपेसिटिव तत्व) हैं। एक दिए गए मान और आकार के वोल्टेज और करंट उत्पन्न करने के लिए तत्वों को विद्युत परिपथ में स्थापित किया जाता है (देखें - इलेक्ट्रिक सर्किट और उसके तत्व).

एक विद्युत सर्किट में शाखाएं और नोड होते हैं। शाखा — यह एक विद्युत परिपथ (सर्किट) का एक भाग है जिसके माध्यम से समान धारा प्रवाहित होती है। एक गाँठ - तीन या अधिक शाखाओं का कनेक्शन। विद्युत आरेख पर, नोड को एक बिंदु (चित्र 1) द्वारा दर्शाया गया है।

चावल। 1. आरेख में नोड को परिभाषित करें

यदि आवश्यक हो, आरेख के नोड्स बाएं से दाएं ऊपर से नीचे तक गिने जाते हैं।

अंजीर में। 2 प्रतिरोधी-संधारित्र शाखा को दर्शाता है जिसमें वर्तमान iC प्रवाहित होता है।

चावल। 2. प्रतिरोधक-संधारित्र शाखा

एक शाखा की एक और परिभाषा दी जा सकती है - यह दो आसन्न नोड्स (नोड्स (1) और (2) चित्र 2 में) के बीच एक सर्किट का एक खंड है।

ज़ंजीर क्या विद्युत परिपथ में कोई बंद पथ है। सर्किट को सशर्त शाखाओं सहित किसी भी शाखा द्वारा बंद किया जा सकता है जिसका प्रतिरोध अनंत के बराबर है।

अंजीर में। 3 एक शाखित विद्युत परिपथ दिखाता है जिसमें तीन शाखाएँ होती हैं।

चावल। 3. दो सर्किट के साथ इलेक्ट्रिक सर्किट

आरेख तीन सर्किट दिखाता है, और सर्किट I अनंत प्रतिरोध की एक शाखा द्वारा बंद है। इस शाखा को वोल्टेज टीआईएलसी के रूप में दर्शाया गया है।

अंजीर के सर्किट के लिए। 3 वास्तविक या सशर्त शाखाओं द्वारा बंद किए गए कई लूप बनाना संभव है, लेकिन विद्युत शोर की गणना के लिए «स्वतंत्र लूप» की अवधारणा का उपयोग किया जाता है। स्वतंत्र सर्किट लूप की संख्या हमेशा गणना के लिए आवश्यक न्यूनतम के रूप में सेट की जाती है।

स्वतंत्र सर्किट हमेशा बंद होते हैं, लेकिन ऐसी शाखाएँ जिनका प्रतिरोध अनंत के बराबर नहीं होता है, और प्रत्येक स्वतंत्र सर्किट में कम से कम एक शाखा शामिल होती है जो अन्य सर्किट में शामिल नहीं होती है। जटिल विद्युत परिपथों के लिए, आप परिपथ आरेख का उपयोग करके स्वतंत्र परिपथों की संख्या निर्धारित कर सकते हैं।

सर्किट आरेख पर सर्किट का एक सशर्त प्रतिनिधित्व कहा जाता है, जिसमें प्रत्येक शाखा को एक रेखा खंड से बदल दिया जाता है। शाखाओं में आइटम प्रदर्शित नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, चित्र में। 4 एक शाखा सर्किट और उसके चित्र दिखाता है।

चावल। 4. शाखित विद्युत परिपथ: a — परिपथ आरेख, b — आरेख

आरेख का आरेख बनाने के लिए, आपको उन पर तत्वों को निर्दिष्ट किए बिना नोड्स को शाखा रेखाओं से जोड़ना होगा। शाखाओं को क्रमांकित किया गया है, और उन पर धाराओं की दिशाओं को तीरों द्वारा इंगित किया गया है। ग्राफ़ का कोई भौतिक अर्थ नहीं है, लेकिन इसका उपयोग संख्या और प्रकार के स्वतंत्र रूपों को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। इस प्रयोजन के लिए, एक "ग्राफिक ट्री" तैयार किया जाता है।

ग्राफिक पेड़ यह एक सर्किट के ग्राफ का प्रतिनिधित्व करता है जिसके नोड शाखाओं से इस तरह जुड़े होते हैं कि कोई बंद लूप परिणाम नहीं होता है। ग्राफ़िकल ट्री प्रदर्शित करने के लिए कई विकल्प हो सकते हैं। अंजीर में। 5 एफआईजी के सर्किट के लिए दो संभावित विकल्प दिखाता है। 4.

चावल। 5. योजना का ग्राफिक ट्री

ग्राफ ट्री में लापता शाखाओं की संख्या सर्किट के स्वतंत्र लूपों की संख्या के बराबर है। उदाहरण में, ये तीन शाखाएँ हैं, तीन स्वतंत्र लूप हैं। ग्राफ ट्री के नोड्स को उन शाखाओं के साथ क्रमिक रूप से जोड़कर स्वतंत्र लूप का विन्यास प्राप्त किया जा सकता है जो ग्राफ ट्री पर निर्दिष्ट नहीं हैं। उदाहरण के लिए, अंजीर में ग्राफ ट्री के लिए। 5, और स्वतंत्र आकृति को अंजीर में दिखाया गया है। 6.

चावल। 6. ग्राफ ट्री के माध्यम से स्वतंत्र समोच्चों का निर्धारण

सर्किट की गणना के लिए स्वतंत्र सर्किट को कॉन्फ़िगर करने के विकल्प का चयन सर्किट विश्लेषण के दौरान किया जाता है। आपको ऐसी रूपरेखाएँ चुननी चाहिए ताकि गणना यथासंभव सरल हो, अर्थात सिस्टम में निर्भर समीकरणों की संख्या न्यूनतम है।

टोपोलॉजिकल समीकरण एक सर्किट में वोल्टेज और धाराओं के बीच एक संबंध स्थापित करते हैं, और संख्या और प्रकार के समीकरण इस बात पर निर्भर नहीं करते हैं कि शाखाओं में कौन से तत्व शामिल हैं। टोपोलॉजिकल समीकरणों में शामिल समीकरण शामिल हैं किरचॉफ के नियमों के अनुसार.