ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో నెట్‌వర్క్ సిద్ధాంతాలకు పరిచయం

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో నెట్‌వర్క్ సిద్ధాంతాలకు పరిచయం

మల్టీ-లూప్ సర్క్యూట్లలో వోల్టేజ్ మరియు ప్రవాహాలను కనుగొనడంలో ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ సిద్ధాంతాలు ఎల్లప్పుడూ ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. ఈ సిద్ధాంతాలు విశ్లేషించడానికి ప్రాథమిక నియమాలు లేదా సూత్రాలు మరియు గణితం యొక్క ప్రాథమిక సమీకరణాలను ఉపయోగిస్తాయి ఎలక్ట్రికల్ లేదా ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క ప్రాథమిక భాగాలు వోల్టేజీలు, ప్రవాహాలు, ప్రతిఘటన మరియు వంటి పారామితులు. ఈ ప్రాథమిక సిద్ధాంతాలలో సూపర్‌పొజిషన్ సిద్ధాంతం, టెల్లెజెన్ సిద్ధాంతం, నార్టన్ సిద్ధాంతం, గరిష్ట శక్తి బదిలీ సిద్ధాంతం మరియు థెవెనిన్ సిద్ధాంతాలు వంటి ప్రాథమిక సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి. సర్క్యూట్ విశ్లేషణ ప్రక్రియలో ఎక్కువగా ఉపయోగించే నెట్‌వర్క్ సిద్ధాంతాల యొక్క మరొక సమూహంలో పరిహార సిద్ధాంతం, ప్రత్యామ్నాయ సిద్ధాంతం, పరస్పర సిద్ధాంతం, మిల్మాన్ సిద్ధాంతం మరియు మిల్లెర్ సిద్ధాంతం ఉన్నాయి.



నెట్‌వర్క్ సిద్ధాంతాలు

అన్ని నెట్‌వర్క్ సిద్ధాంతాలు క్లుప్తంగా క్రింద చర్చించబడ్డాయి.


1. సూపర్ పొజిషన్ సిద్ధాంతం

బహుళ స్థానాలు కలిగిన సర్క్యూట్లో ఉన్న ప్రవాహాలు మరియు వోల్టేజ్‌లను నిర్ణయించే మార్గం సూపర్‌పొజిషన్ సిద్ధాంతం (ఒక సమయంలో ఒక మూలాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది). సూపర్‌పొజిషన్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, అనేక వోల్టేజ్ లేదా ప్రస్తుత వనరులు మరియు ప్రతిఘటనలను కలిగి ఉన్న సరళ నెట్‌వర్క్‌లో, నెట్‌వర్క్ యొక్క ఏదైనా శాఖ ద్వారా వచ్చే ప్రవాహం స్వతంత్రంగా పనిచేసేటప్పుడు ప్రతి మూలాల వల్ల వచ్చే ప్రవాహాల బీజగణిత మొత్తం.





సూపర్ పొజిషన్ సిద్ధాంతం

సూపర్ పొజిషన్ సిద్ధాంతం

సూపర్‌పొజిషన్ సిద్ధాంతం సరళ నెట్‌వర్క్‌లలో మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ సిద్ధాంతం AC మరియు DC సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది, దీనిలో థెవెనిన్ మరియు నార్టన్ సమానమైన సర్క్యూట్ నిర్మాణానికి సహాయపడుతుంది.



పై చిత్రంలో, ఈ సిద్ధాంతం యొక్క ప్రకటన ప్రకారం రెండు వోల్టేజ్ మూలాలతో ఉన్న సర్క్యూట్ రెండు వ్యక్తిగత సర్క్యూట్లుగా విభజించబడింది. ఇక్కడ ఉన్న వ్యక్తిగత సర్క్యూట్లు మొత్తం సర్క్యూట్‌ను సులభమైన మార్గాల్లో చూస్తాయి. మరియు, వ్యక్తిగత సరళీకరణ తర్వాత ఈ రెండు సర్క్యూట్లను మళ్లీ కలపడం ద్వారా, ప్రతి నిరోధకత వద్ద వోల్టేజ్ డ్రాప్, నోడ్ వోల్టేజీలు, ప్రవాహాలు మొదలైన పారామితులను సులభంగా కనుగొనవచ్చు.

2. థెవెనిన్ సిద్ధాంతం

ప్రకటన: అనేక వోల్టేజ్ వనరులు మరియు ప్రతిఘటనలతో కూడిన సరళ నెట్‌వర్క్‌ను థెవెనిన్ యొక్క వోల్టేజ్ (Vthv) అని పిలిచే ఒకే వోల్టేజ్ మూలాన్ని కలిగి ఉన్న సమానమైన నెట్‌వర్క్ మరియు (Rthv) అని పిలువబడే ఒకే నిరోధకతతో భర్తీ చేయవచ్చు.


థెవెనిన్ సిద్ధాంతం

థెవెనిన్ సిద్ధాంతం

సర్క్యూట్ విశ్లేషణకు ఈ సిద్ధాంతం ఎలా వర్తిస్తుందో పై బొమ్మ వివరిస్తుంది. A మరియు B టెర్మినల్స్ వద్ద లూప్‌ను విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా టెర్మినల్స్ A మరియు B ల మధ్య ఇచ్చిన ఫార్ములా ద్వారా తేవినెన్స్ వోల్టేజ్ లెక్కించబడుతుంది. అలాగే, థెవినెన్స్ నిరోధకత లేదా సమానమైన ప్రతిఘటనను వోల్టేజ్ మూలాలను తగ్గించడం మరియు చిత్రంలో చూపిన విధంగా ఓపెన్ సర్క్యూటింగ్ ప్రస్తుత వనరులను లెక్కిస్తారు.

ఈ సిద్ధాంతాన్ని సరళ మరియు ద్వైపాక్షిక నెట్‌వర్క్‌లకు వర్తించవచ్చు. ఇది ప్రధానంగా వీట్‌స్టోన్ వంతెనతో ప్రతిఘటనను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు.

3. నార్టన్ సిద్ధాంతం

ఈ సిద్ధాంతం అనేక శక్తి వనరులు మరియు ప్రతిఘటనలను కలిగి ఉన్న ఏదైనా లీనియర్ సర్క్యూట్‌ను ఒకే రెసిస్టర్‌తో సమాంతరంగా ఒకే స్థిరమైన ప్రస్తుత జనరేటర్ ద్వారా భర్తీ చేయవచ్చని పేర్కొంది.

నార్టన్ సిద్ధాంతం

నార్టన్ సిద్ధాంతం

ఇది కూడా థెవినెన్స్ సిద్ధాంతం వలె ఉంటుంది, దీనిలో మేము థెవినెన్స్ సమానమైన వోల్టేజ్ మరియు నిరోధక విలువలను కనుగొంటాము, అయితే ఇక్కడ ప్రస్తుత సమాన విలువలు నిర్ణయించబడతాయి. ఈ విలువలను కనుగొనే ప్రక్రియ పై చిత్రంలో ఉన్న ఉదాహరణలో చూపబడింది.

4. గరిష్ట విద్యుత్ బదిలీ సిద్ధాంతం

ఈ సిద్ధాంతం వివిధ సర్క్యూట్ పరిస్థితులలో లోడ్ చేయవలసిన గరిష్ట విద్యుత్ బదిలీ యొక్క పరిస్థితిని వివరిస్తుంది. లోడ్ నిరోధకత మూలం యొక్క అంతర్గత ప్రతిఘటనకు సమానంగా ఉన్నప్పుడు ఒక నెట్‌వర్క్ ద్వారా ఒక లోడ్ ద్వారా శక్తి బదిలీ గరిష్టంగా ఉంటుందని సిద్ధాంతం పేర్కొంది. ఎసి సర్క్యూట్ల కోసం లోడ్ ఇంపెడెన్స్ లోడ్ వేర్వేరుగా పనిచేస్తున్నప్పటికీ గరిష్ట విద్యుత్ బదిలీ కోసం సోర్స్ ఇంపెడెన్స్‌తో సరిపోలాలి శక్తి కారకాలు .

గరిష్ట విద్యుత్ బదిలీ సిద్ధాంతం

గరిష్ట విద్యుత్ బదిలీ సిద్ధాంతం

ఉదాహరణకు, పై బొమ్మ ఒక సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రాన్ని వర్ణిస్తుంది, దీనిలో థెవెనిన్ సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగించి అంతర్గత ప్రతిఘటనతో ఒక సర్క్యూట్ మూలం స్థాయి వరకు సరళీకృతం అవుతుంది. ఈ తేవెన్స్ నిరోధకత లోడ్ నిరోధకతకు సమానంగా ఉన్నప్పుడు విద్యుత్ బదిలీ గరిష్టంగా ఉంటుంది. ఈ సిద్ధాంతం యొక్క ప్రాక్టికల్ అప్లికేషన్ ఆడియో సిస్టమ్‌ను కలిగి ఉంటుంది, దీనిలో స్పీకర్ యొక్క ప్రతిఘటన తప్పనిసరిగా సరిపోలాలి ఆడియో పవర్ యాంప్లిఫైయర్ గరిష్ట ఉత్పత్తిని పొందడానికి.

5. పరస్పర సిద్ధాంతం

ఒక పరిష్కారం కోసం సర్క్యూట్ విశ్లేషించబడిన తర్వాత, మరింత పని లేకుండా కూడా ఇతర సంబంధిత పరిష్కారాన్ని కనుగొనడానికి పరస్పర సిద్ధాంతం సహాయపడుతుంది. సరళ నిష్క్రియాత్మక ద్వైపాక్షిక నెట్‌వర్క్‌లో, ఉత్తేజిత మూలం మరియు దాని సంబంధిత ప్రతిస్పందనను పరస్పరం మార్చుకోవచ్చని సిద్ధాంతం పేర్కొంది.

పరస్పర సిద్ధాంతం

పరస్పర సిద్ధాంతం

పై చిత్రంలో, R3 శాఖలో ప్రస్తుతము ఒకే మూలం Vs తో I3. ఈ మూలాన్ని R3 శాఖకు భర్తీ చేసి, మూలాన్ని అసలు ప్రదేశంలో తగ్గించుకుంటే, అసలు స్థానం I1 నుండి ప్రవహించే కరెంట్ I3 వలె ఉంటుంది. సర్క్యూట్ ఒక పరిష్కారంతో విశ్లేషించబడిన తర్వాత మేము సర్క్యూట్ కోసం సంబంధిత పరిష్కారాలను కనుగొనవచ్చు.

6. పరిహార సిద్ధాంతం

పరిహార సిద్ధాంతం

పరిహార సిద్ధాంతం

ఏదైనా ద్వైపాక్షిక క్రియాశీల నెట్‌వర్క్‌లో, ఇంపెడెన్స్ మొత్తాన్ని అసలు విలువ నుండి I యొక్క ప్రవాహాన్ని మోసే ఇతర విలువకు మార్చినట్లయితే, ఇతర శాఖలలో సంభవించే మార్పులు ఇంజెక్షన్ వోల్టేజ్ మూలం వల్ల సంభవించిన వాటితో సమానంగా ఉంటాయి ప్రతికూల సంకేతంతో సవరించిన శాఖలో, అనగా వోల్టేజ్ కరెంట్ యొక్క మైనస్ మరియు మార్చబడిన ఇంపెడెన్స్ ఉత్పత్తి. సర్క్యూట్లను విశ్లేషించడంలో ఈ పరిహార సిద్ధాంతం ఎలా వర్తిస్తుందో పైన ఇచ్చిన నాలుగు గణాంకాలు చూపుతాయి.

7. మిల్మాన్ సిద్ధాంతం

మిల్మాన్ సిద్ధాంతం

మిల్మాన్ సిద్ధాంతం

ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, పరిమిత అంతర్గత ప్రతిఘటనతో ఎన్ని వోల్టేజ్ మూలాలు సమాంతరంగా పనిచేస్తున్నప్పుడు ఒకే వోల్టేజ్ మూలంతో సిరీస్ సమానమైన ఇంపెడెన్స్‌తో భర్తీ చేయవచ్చు. అంతర్గత వనరులతో ఈ సమాంతర మూలాలకు సమానమైన వోల్టేజ్ మిల్మాన్ సిద్ధాంతం క్రింద ఇచ్చిన ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించబడుతుంది, ఇది పై చిత్రంలో చూపబడుతుంది.

8. టెల్లెజెన్ సిద్ధాంతం

టెల్లెజెన్స్ సిద్ధాంతం

టెల్లెజెన్స్ సిద్ధాంతం

ఈ సిద్ధాంతం సరళ లేదా నాన్ లీనియర్, నిష్క్రియాత్మక, లేదా క్రియాశీల మరియు హిస్టీరిక్ లేదా హిస్టీరిక్ లేని నెట్‌వర్క్‌లతో సర్క్యూట్‌లకు వర్తిస్తుంది. N సంఖ్య శాఖలతో సర్క్యూట్లో తక్షణ శక్తి యొక్క సమ్మషన్ సున్నా అని ఇది పేర్కొంది.

9. ప్రత్యామ్నాయ సిద్ధాంతం

ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, నెట్‌వర్క్‌లోని ఏదైనా శాఖను వేరే నెట్‌వర్క్ ద్వారా ప్రత్యామ్నాయం చేయవచ్చు, మొత్తం నెట్‌వర్క్‌లోని ప్రవాహాలు మరియు వోల్టేజ్‌లకు భంగం కలిగించకుండా కొత్త శాఖకు టెర్మినల్ వోల్టేజ్‌ల సమితి మరియు అసలు శాఖ మాదిరిగానే ఉంటుంది. ప్రత్యామ్నాయ సిద్ధాంతాన్ని సరళ మరియు నాన్ లీనియర్ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించవచ్చు.

10. మిల్లర్స్ సిద్ధాంతం

మిల్లర్స్ సిద్ధాంతం

మిల్లర్స్ సిద్ధాంతం

ఈ సిద్ధాంతం ఒక లీనియర్ సర్క్యూట్లో నోడల్ వోల్టేజ్‌లతో రెండు నోడ్‌ల మధ్య అనుసంధానించబడిన ఇంపెడెన్స్ Z తో ఒక శాఖ ఉంటే, ఈ శాఖను రెండు శాఖల ద్వారా సంబంధిత నోడ్‌లను భూమికి రెండు ఇంపెడెన్స్‌ల ద్వారా అనుసంధానించవచ్చు. ఈ సిద్ధాంతం యొక్క అనువర్తనం సమానమైన సర్క్యూట్‌ను సృష్టించడానికి సమర్థవంతమైన సాధనం మాత్రమే కాదు, సవరించిన అదనపు రూపకల్పనకు సాధనం కూడా ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లు ఇంపెడెన్స్ ద్వారా.

ఇవన్నీ ఎలక్ట్రికల్ లేదా ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ విశ్లేషణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే ప్రాథమిక నెట్‌వర్క్ సిద్ధాంతాలు. ఈ సిద్ధాంతాల గురించి మీకు కొన్ని ప్రాథమిక ఆలోచనలు వచ్చాయని మేము ఆశిస్తున్నాము.

మీరు ఈ ఆర్టికల్ చదివిన శ్రద్ధ మరియు ఆసక్తి మాకు నిజంగా ప్రోత్సాహకరంగా ఉన్నాయి మరియు అందువల్ల, ఇతర అంశాలు, ప్రాజెక్టులు మరియు రచనలపై మీ అదనపు ఆసక్తులను మేము ate హించాము. కాబట్టి మీరు క్రింద ఇచ్చిన వ్యాఖ్యల విభాగంలో మీ అభిప్రాయం, వ్యాఖ్యలు మరియు సలహాల గురించి మాకు వ్రాయవచ్చు.

ఫోటో క్రెడిట్స్