Vad är en ekvivalent krets?

En ekvivalent krets är en förenklad modell av en befintlig krets som avsevärt förenklar analysen av en originalkrets. Varje krets kommer att ha en motsvarighet för specifika parametrar som signalfrekvens, komponenttemperatur och andra faktorer som givarens ingångar. Ursprungliga kretsar kan ha en spänningskälla med en intern resistans och flera externa resistorer, medan ekvivalenta kretsar i likströmsanalys (DC) kommer att vara en spänningskälla och en enda intern resistans, eller nettoresistansen för de interna och externa resistanserna. Det finns likvärdiga kretsar för alla typer av kretsar med alla typer av komponenter.

Det vanliga pennljusbatteriet är klassat till 1.5 volt likström (VDC). När batteriet tar slut ändras en motsvarande krets tills batteriet tar slut. Den ideala spänningskällan har inget internt motstånd och, i serie med ett ständigt ökande motstånd, motsvarar det ett verkligt 1.5-volts (V) batteri.

Transformatorer ger ström genom en sekundärlindning när ström i primärlindningen tillhandahålls. Den ekvivalenta transformatorkretsen hjälper till att förklara de detaljerade egenskaperna hos den verkliga transformatorn. En idealisk transformator kommer inte att tappa någon ström när det inte finns någon belastning på sekundärlindningen, men en verklig transformator med en strömsatt primärlindning och frånkopplad sekundärlindning kommer fortfarande att tappa ström. Den ekvivalenta transformatorkretsen kommer, på grund av kärnförlusternas natur, att presentera ett parallellt kärnmotstånd, eller ett motstånd som inte existerar men som kan ses av strömkällan. En transformatorekvivalent krets har en idealisk transformator på utgången med multipel distribuerad induktans, kapacitans och resistans på ingången.

Motsvarande kretsar för halvledarkretsar varierar beroende på frekvens, spänningspolaritet och signalamplitud. Den diodekvivalenta kretsen i framåtförspänning, eller ledande tillstånd, är en lågspänningskälla i serie med lågt motstånd. Till exempel kan en kiseldiod i framåtförspänning ha en ekvivalent 0.6 VDC spänningskälla i serie med ett 0.01 ohm motstånd.

Motsvarande kretsmodell för motorer bestäms också av rotorns varv per minut (RPM) och belastningsmomentet. Till exempel ser en DC-motor med en icke-roterande rötor ut som två elektromagneter i motorns ekvivalenta krets; vid 0 RPM drar DC-motorn mest ström. Om rotorn tillåts rotera ökar det nettofördelade motormotståndet mot normala nivåer och så sjunker motoreffekten till normala nivåer. När belastningsmoment appliceras ökar motorströmuttaget. Induktionsmotorns ekvivalenta krets inkluderar ekvivalent kärnresistans och distribuerad induktans, kapacitans och en idealisk transformator som driver ankarlindningen.