وتؤدي نظريات الشبكة دورا حاسما في تحليل الدوائر، وتوفر أدوات أساسية لتبسيط الشبكات الكهربائية المعقدة، وتساعد هذه النظريات المهندسين والطلاب على حد سواء على فهم وتحليل دوائر السيرك بكفاءة أكبر.

ما هي نظريات الشبكة؟

نظريات الشبكة هي مبادئ رياضية تتيح تحليل الدوائر الكهربائية، وهي تتيح حساب الفولط والتيارات والمقاومات بطريقة منهجية، فهم هذه النظريات أساسي لأي شخص يدرس الهندسة الكهربائية أو الميادين ذات الصلة.

أهم نظريات الشبكة

  • قانون أوهم: Relates voltage, current, and resistance in an electrical circuit.
  • KVL (Kirchhoff's Voltage Law): ] States that the sum of all voltages around a closed cycle equals zero.
  • KCL (Kirchhoff's Current Law): States that the sum of currents entering a junction equals sum of currents leaving.
  • Thevenin's Theorem: ] Simplifies a network to a single voltage source and series resistance.
  • Norton’s Theorem:] Simplifies a network to a single current source and parallel resistance.
  • Superposition Theorem:] States that in a linear circuit with multiple sources, the total response is the sum of the responses from each source acting alone.

أوهم القانون

قانون (أوم) هو أحد المبادئ الأساسية في الهندسة الكهربائية، ينص على أنّ التّيارات من خلال موصل بين نقطتين تناسب بشكل مباشر مع الفولطية (الخامسة) عبر النقطتين، وتتناسب عكسياً مع مقاومة الموصل، والصيغة معبر عنها:

V = I × R]

قوانين (كيرتشوف)

قوانين (كيرشوف) ضرورية لتحليل الدوائر، تتكون من قانونين رئيسيين:

  • KVL:] In any closed cycle, the total voltage around the cycle is zero. This means that the sum of the voltage rises must equal the sum of the voltage drops.
  • KCL:] At any junction in an electrical circuit, the total current entering the junction must equal the total current leaving the junction. This helps in analyzing complex circuits with multiple branches.

نظرية (ثيفينين)

نظرية (ثيفينين) تبسط دائرة خطية معقدة في دائرة مكافئة بسيطة مع مصدر واحد للفولطية ومقاومة للسلسلة، هذا مفيد بشكل خاص لتحليل نظم الطاقة وشبكاتها ذات المكونات المتعددة

خطوات لـ تطبيق نظرية (ذافينين)

  • حدد الجزء من الدائرة الذي تريد تبسيطه
  • أزيلوا مقاوم الحمولة من الدائرة
  • (ج) حساب الفولطية المفتوحة (V) ) وهذا هو الفولط في جميع المحطات الطرفية حيث كان الحمولة متصلاً.
  • Calculate the Theveninin resistance (R]TH]) by turned off all independent sources and finding the equivalent resistance.
  • اعيدوا مقاوم الحمولة إلى الدائرة المكافئة لـ(ثيفينين)

نظرية نورتون

نظرية نورتون ترتبط ارتباطا وثيقا بنظرية ثيفينن، وهي تقول إن أي دائرة خطية يمكن استبدالها بدائرة مكافئة تتألف من مصدر واحد حالي بالتوازي مع مقاوم واحد، وهذا مفيد بصفة خاصة لدوائر تحليلية ذات مكونات موازية.

الخطوات المتخذة لنظرية آبلي نورتون

  • حدد الجزء من الدائرة التي ترغب في تبسيطها
  • أزيلوا مقاوم الحمولة من الدائرة
  • Calculate the short-circuit current (IN]) through the terminals where the load was connected.
  • Calculate the Norton resistance (RN) by turned off all independent sources and finding the equivalent resistance.
  • جهزوا مقاوم الحمولة إلى الدائرة المقابلة لـ(نورتون)

نظرية التأديب

The Superposition Theorem states that in a linear circuit with multiple independent sources, the total response (voltage or current) at any component is equal to the sum of the responses caused by each independent source acting alone.

الخطوات المتخذة لنظرية التأديب

  • تحديد جميع المصادر المستقلة في الدائرة.
  • وبالنسبة لكل مصدر، تطفئ جميع المصادر المستقلة الأخرى (المصادر الفولطية ذات الدوائر القصيرة والمصادر الحالية ذات الدوائر المفتوحة).
  • تحلل الدائرة لإيجاد الرد (المدور أو الحالي) بسبب المصدر النشط.
  • Repeat for each independent source.
  • تضاف جميع الردود الفردية لإيجاد الرد الكامل.

خاتمة

إن فهم نظريات الشبكة أمر أساسي لإجراء تحليل فعال للدائرة، ومن خلال تطبيق هذه النظريات، يمكن للطلبة والمهندسين تبسيط الدوائر المعقدة والحصول على نظرة أعمق عن سلوكهم، وسيعزز استخلاص هذه المبادئ المهارات لحل المشاكل في الهندسة الكهربائية.