Tôi có một mạch đơn giản gồm 2 nguồn điện áp lý tưởng (mỗi nguồn 5V) song song với điện trở 5 ohms. Dòng điện dọc theo điện trở là 1A, phải không? Nhưng bằng cách áp dụng nguyên tắc chồng chất (tức là xem xét các nguồn riêng lẻ), tôi không nhận được kết quả này. Tôi đang làm một số sai lầm?
Câu trả lời:
Các mạch lý tưởng với hai nguồn điện áp song song dẫn đến mâu thuẫn, trừ khi chúng bằng nhau và có thể được thay thế đơn giản bằng một nguồn duy nhất. Lưu ý rằng tiềm năng và trong mạch của bạn phải bằng nhau, vì không có trở kháng của bất kỳ loại nào giữa chúng, cũng như các nguồn điện áp lý tưởng có bất kỳ điện trở trong:
Trong trường hợp của bạn, may mắn thay, các nguồn này tạo ra cùng một điện áp, vì vậy điều đơn giản nhất để làm là chỉ cần loại bỏ một trong số chúng khỏi mạch. Nếu bạn có song song hai nguồn điện áp khác nhau, điều đó sẽ dẫn đến mâu thuẫn.
Trong một mạch thực, việc kết nối song song hai nguồn sẽ dẫn đến một mạch có điện trở rất nhỏ nhưng vẫn khác không giữa chúng, dẫn đến một trong những nguồn (nguồn có điện áp thấp hơn một chút) thực sự chìm xuống dòng, nhưng dòng điện qua 5điện trở ohm sẽ chỉ phụ thuộc vào điện áp của nguồn bên phải.
Nếu bạn muốn đặt một số con số thực tế, bạn có thể thử một cái gì đó như thế này:
Lưu ý rằng nếu các nguồn lại lý tưởng và có điện áp hoàn toàn bằng nhau, vẫn sẽ không có dòng điện chạy qua điện trở nhỏ giữa chúng, nhưng bạn có thể áp dụng nguyên lý chồng chất.
Đối với một mạch như thế này, phương pháp dòng điện lưới sẽ cung cấp giải pháp đơn giản nhất và chỉ ra rằng dòng điện qua điện trở chỉ phụ thuộc vào nguồn bên phải.
Tại sao định lý chồng chất thất bại ở đây?
Để áp dụng đúng cách chồng chất, mạch có tất cả trừ một nguồn bằng 0 phải nhất quán, nghĩa là phải tồn tại một giải pháp. Đây không phải là trường hợp ở đây. Nếu bạn không có nguồn điện áp, KVL sẽ cung cấp:
đó là một mâu thuẫn.
Tuy nhiên, nó cũng rất quan trọng để nhận ra rằng, dù có bao nhiêu nguồn bổ sung và các yếu tố mạch được gắn song song với thiết bị đầu cuối điện trở, miễn là các mạch là phù hợp , các điện trở chỉ 'nhìn thấy' một nguồn điện áp 5V; nguồn điện áp cố định điện áp trên điện trở (và do đó dòng điện qua nó).
Điểm quan trọng là nguồn ngoài cùng bên trái có thể được loại bỏ khỏi mạch và, từ quan điểm của điện trở, không có thay đổi.
Bạn phải giải quyết điều này bằng cách sử dụng các nguồn điện áp không lý tưởng. Dưới đây là giải pháp tổng quát cho vấn đề sử dụng hai nguồn điện áp không lý tưởng có cùng điện áp V và với điện trở trong r 1 và r 2 song song trên một tải R (xem hình (a) bên dưới). Chúng tôi giải quyết dòng điện một phần từ nguồn điện áp thứ nhất, I 1R (xem hình ảnh (b) ) và cho dòng điện một phần từ nguồn điện áp thứ hai, I 2R (xem hình ảnh (c) ) và thêm các dòng điện một phần vào lấy tổng dòng điện, I R , qua tải.
Lưu ý rằng, như Alfred Centauri đã chỉ ra, điều này hoạt động vì phương pháp này không vi phạm KVL.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về giải pháp chúng tôi đã đến. Chúng tôi đã tính toán rằng
Bây giờ, vì r 1 và r 2 là dương, và lưu ý rằng điện trở song song về 0 khi mỗi điện trở về 0
chúng ta có thể kết luận rằng dòng điện qua các phương pháp điện trở
như cách tiếp cận nguồn điện áp là lý tưởng.
Trong mạch này, bạn không thể áp dụng định lý chồng chất. Điện áp trên các cực của điện trở chỉ là 5V, mặc dù bạn đã kết nối 2 hoặc n số nguồn cung cấp có cùng tiềm năng 5V. Ngoài ra, mạch bao gồm hai hoặc nhiều nguồn lý tưởng (nghĩa là có điện trở trong bằng 0) song song với nhau là không ổn định; vì điện áp giữa hai cực phải giống nhau.
Sự chồng chất không phải là định lý cuối cùng để tính toán dòng điện qua mạch. Nó chỉ là một thủ tục tiêu chuẩn theo logic cơ bản để tìm phản hồi.