Verzweigungen, Knoten und Schleifen sind für die Analyse elektrischer Schaltkreise unerlässlich. Elektrische Schaltungselemente können auf verschiedene Weise miteinander verbunden werden. Aus diesem Grund müssen wir das Grundwissen hinter einer elektrischen Schaltung wie Netzwerktopologie und Schaltung verstehen. Auch wenn sie wie das Gleiche klingen, sind sowohl Netzwerk als auch Schaltung unterschiedliche Dinge.
- Ein Netzwerk ist eine Verbindung von Geräten oder Elementen.
- Eine Schaltung ist ein Netzwerk, das aus einem oder mehreren geschlossenen Pfaden besteht.
Bei der Analyse der Netzwerktopologie finden wir verschiedene Möglichkeiten der Verbindung und Konfiguration elektrischer Elemente. Die Verbindung zwischen Schaltungselementen bildet Verzweigungen, Knoten und Schleifen. Was sind Sie? Wir werden sie in diesem Beitrag lernen, lesen Sie dies bis zum Ende. Bedenken Sie, dass dieses Thema sowohl für Gleichstrom– als auch für Wechselstromkreise gilt.
Was ist ein Zweig im Stromkreis?
Ein Zweig ist ein Pfad zwischen zwei Knoten. Was ist ein Knoten? Wir werden es danach lernen. Wenn Sie nicht wissen, was ein Knoten ist, werden wir einen Zweig mit einfacherer Erklärung lernen.
Mit einer einfachen Erklärung ist ein Zweig im Allgemeinen ein Element mit zwei Anschlüssen, das wir zum Aufbau eines Stromkreises verwenden. Jedes Mal, wenn wir ein Schaltungselement verwenden, verbindet sich der Stromkreis mit seinen beiden Anschlüssen und bildet einen geschlossenen Pfad.
Wie oben erwähnt, sind Schaltungselemente zwischen zwei Knoten der Schaltung geschaltet. Der Pfad, der zwischen zwei Knoten gebildet wird, wird als Verzweigung bezeichnet. Um einen fortgeschritteneren Begriff zu verwenden, ist ein Zweig ein Weg zwischen zwei Knoten, der Energie in einem Stromkreis aufnehmen oder abgeben kann.
Aber noch etwas zu beachten, ein Zweig ohne Element oder Kurzschluss ist immer noch ein Zweig.
Zweig im Stromkreis definieren:
Ein Zweig ist ein Schaltungselement wie eine Spannungs- oder Stromquelle oder ein Widerstand, Kondensator, Induktor.
Zum besseren Verständnis können Sie sich das folgende Schaltungsbeispiel anschauen:
Die obige Schaltung zeigt, dass wir fünf Zweige haben:
- Die 10 V-Spannungsquelle
- Der 5Ω-Widerstand
- Der 2Ω-Widerstand
- Der 3Ω-Widerstand
- Die 2A Stromquelle
Was ist ein Knoten im Stromkreis?
Wir haben bereits oben erwähnt, was ein Knoten ist, und wir werden es jetzt vollständig verstehen. Wenn ein Zweig ein Pfad zwischen zwei Knoten oder einem Schaltungselement ist, dann ist ein Knoten ein Punkt durch ein Schaltungselement. Wenn wir Schaltungselement Begriffe verwenden, ist ein Knoten ein Punkt, an dem die Anschlüsse von zwei oder mehr Elementen miteinander verbunden sind.
Knoten im Stromkreis definieren:
Ein Knoten ist der Punkt, an dem zwei oder mehr Zweige miteinander verbunden sind.
Knoten wird durch einen Punkt in einem Stromkreis dargestellt. Verstehen Sie, dass, wenn ein Kurzschluss (ein einfacher leitender Draht) mit zwei Knoten verbunden ist, diese beiden Knoten einen einzigen Knoten bilden. Beachten Sie die Beispielschaltung unten:
In der obigen Schaltung können wir drei darin vorhandene Knoten auflisten: Knoten a, b und c. Die drei Knoten, die mit einem einzelnen Draht verbunden sind, bilden einen einzelnen Knoten b.
Genau wie Knoten b können wir auch Knoten c gleich behandeln. Nachdem wir etwas über den Knoten verstanden haben, können wir die obige Schaltung in die folgende Schaltung umzeichnen:
Keine Sorge, beide Schaltungen sind identisch.
Wenn wir elektrische Messungen durchführen, ist es für uns von Vorteil zu wissen, was ein Knoten ist.
Was ist eine Schleife im Stromkreis?
Kurz gesagt, eine Schleife wird von einem Knoten gebildet, der durch eine Gruppe von Knoten geht und zum Startpunkt oder Knoten zurückkehrt, ohne denselben Knoten zweimal oder öfter zu passieren.
Wir können eine Schleife unabhängig nennen, wenn die Schleife mindestens einen Zweig enthält, der nicht Teil einer anderen unabhängigen Schleife ist.
Schleife im Stromkreis definieren:
Eine Schleife ist ein geschlossener Pfad innerhalb eines Stromkreises.
Beachten Sie die folgende Schaltung:
Es ist üblich, eine unabhängige Schleife zu finden, in der sie keinen solchen Zweig enthält. In der obigen Schaltung listen wir die unabhängige Schleife auf:
- Der Pfad abca mit 2Ω Widerstand.
- Der Pfad bcb mit 3Ω Widerstand und Stromquelle.
- Der Pfad mit 3Ω-Widerstand und 2Ω-Widerstand parallel.
Abschluss von Zweigen, Knoten und Schleifen
Nachdem wir etwas über Verzweigungen, Knoten und Schleifen gelernt haben, können wir einige Schlussfolgerungen ziehen, um unsere Studie hier abzuschließen. Angenommen, wir haben ein Netzwerk bestehend aus:
- b Zweige
- n Knoten
- l Schleifen
Diese drei Zahlen erfüllen das grundlegende Theorem der Netzwerktopologie:
Die obige Gleichung hilft uns sehr dabei, elektrische Spannung und elektrischen Strom in einem Stromkreis zu untersuchen. Der Begriff Knoten kann verwendet werden, um zwischen Reihen- und Parallelschaltungen zu unterscheiden.
Bei einer Reihenschaltung (Spannungsteilerschaltung) teilen sich zwei oder mehr Schaltungselemente einen einzigen Knoten und führen dieselbe Strommenge.
Bei einer Parallelschaltung (Stromteilerschaltung) sind zwei oder mehr Schaltungselemente an dieselben beiden Knoten angeschlossen und führen dieselbe Spannung über sie.
Beispiele für Knoten, Verzweigungen und Schleifen
Zum besseren Verständnis sehen wir uns die folgenden Beispiele an:
Beobachten Sie die folgende Schaltung und zählen Sie die Anzahl der Zweige und Knoten. Identifizieren Sie auch, welche Teile in Reihe oder parallel geschaltet sind.
Die obige Schaltung hat vier Elemente, also vier Zweige:
- 10V Spannungsquelle,
- 5Ω Widerstand,
- 6Ω Widerstand und
- 2A Stromquelle
Es hat drei Knoten, wie die folgende Schaltung zeigt:
Die Reihenschaltung wird aus einer 10 V-Spannungsquelle und einem 5Ω-Widerstand gebildet. Die Parallelschaltung besteht aus einem 6-Ω-Widerstand und einer 2-A-Stromquelle, die mit den Knoten 2 und 3 verbunden sind.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Knoten Verzweigung und -schleife in einer Schaltung?
Ein Knoten ist der Verbindungspunkt zwischen zwei oder mehr Zweigen. Ein Zweig repräsentiert ein einzelnes Element wie eine Spannungsquelle oder einen Widerstand. Eine Schleife ist jeder geschlossene Pfad in einem Stromkreis.
Was ist ein Knoten in einer Schaltung?
Wir können schlussfolgern, dass ein Knoten ein Punkt durch ein Schaltungselement ist. Mit anderen Worten, ein Knoten ist ein Punkt, an dem die Anschlüsse von zwei oder mehr Schaltungselementen miteinander verbunden sind.
Was ist eine Schleife in einem Stromkreis?
Eine Schleife wird aus einem Knoten gebildet, der durch eine Gruppe von Knoten geht und zum Startpunkt oder Knoten zurückkehrt, ohne denselben Knoten zweimal oder öfter zu passieren.
Was ist ein Abzweig in einem Stromkreis?
Ein Zweig ist ein Pfad zwischen zwei Knoten. Ein Zweig ist ein Schaltungselement wie eine Spannungs- oder Stromquelle oder ein Widerstand, Kondensator, Induktor.
Wie zählt man Knoten in einer Schaltung?
Ein Knoten ist der Verbindungspunkt zwischen zwei oder mehr Zweigen. Knoten werden normalerweise durch einen Punkt in einer Schaltung dargestellt.
Was ist der Unterschied zwischen Knoten und Zweig?
Ein Knoten ist ein Punkt, an dem die Anschlüsse von zwei oder mehr Schaltungselementen miteinander verbunden sind. Schaltungsteile sind zwischen zwei Knoten der Schaltung geschaltet. Wenn dieses Element vorhanden ist, wird der Pfad zwischen einem Knoten zu einem anderen Knoten als Verzweigung bezeichnet.
Wie findet man Strom in einer Schleife?
Wir können das Stromgesetz von Kirchhoff verwenden, um Strom in einer Schleife zu finden. Die fortschrittlichere Methode ist die Maschenanalyse, bei der Maschen verwendet werden, um eine Schaltung zu analysieren.
Was ist der Unterschied zwischen Knoten und Junction?
Während ein Knoten ein Punkt ist, an dem zwei oder mehr Zweige miteinander verbunden sind, ist eine Kreuzung ein Punkt, an dem drei oder mehr Stromkreis Pfade miteinander verbunden sind.