Che cos'è un circuito equivalente?
Un circuito equivalente è un modello semplificato di un circuito esistente che semplifica notevolmente l'analisi di un circuito originale. Qualsiasi circuito avrà un equivalente per parametri specifici come la frequenza del segnale, la temperatura dei componenti e altri fattori come gli ingressi del trasduttore. I circuiti originali possono avere una sorgente di tensione con una resistenza interna e numerosi resistori esterni, mentre circuiti equivalenti, nell'analisi della corrente continua (CC), saranno una sorgente di tensione e una singola resistenza interna, o la resistenza netta delle resistenze interne ed esterne. Esistono circuiti equivalenti per tutti i tipi di circuiti con tutti i tipi di componenti.
La normale batteria a torcia ha una corrente continua di 1,5 volt (VDC). Man mano che la batteria si esaurisce, un circuito equivalente continua a cambiare fino a quando la batteria si scarica. La fonte di tensione ideale non ha resistenza interna e, in serie con una resistenza in costante aumento, è l'equivalente di una batteria da 1,5 volt (V) del mondo reale.
I trasformatori forniscono energia attraverso un avvolgimento secondario quando viene fornita energia nell'avvolgimento primario. Il circuito equivalente del trasformatore aiuta a spiegare le caratteristiche dettagliate del trasformatore del mondo reale. Un trasformatore ideale non consumerà energia quando non c'è carico sull'avvolgimento secondario, ma un trasformatore del mondo reale con un avvolgimento primario eccitato e un avvolgimento secondario disconnesso continuerà a scaricare energia. Il circuito trasformatore equivalente, a causa della natura delle perdite del nucleo, presenterà una resistenza del nucleo parallela o una resistenza che non esiste ma che può essere vista dalla fonte di alimentazione. Un circuito equivalente del trasformatore ha un trasformatore ideale sull'uscita con induttanza distribuita multipla, capacità e resistenza sull'ingresso.
I circuiti equivalenti per i circuiti a semiconduttore variano a seconda della frequenza, della polarità della tensione e dell'ampiezza del segnale. Il circuito equivalente a diodo in polarizzazione diretta, o stato conduttore, è una sorgente a bassa tensione in serie con una bassa resistenza. Ad esempio, un diodo al silicio in polarizzazione diretta può avere una sorgente di tensione equivalente a 0,6 V CC in serie con un resistore da 0,01 ohm.
Il modello di circuito equivalente per i motori è anche determinato dai giri del rotore al minuto (RPM) e dalla coppia di carico. Ad esempio, un motore CC con un rotore non rotante assomiglia a due elettromagneti nel circuito equivalente del motore; a 0 RPM, il motore CC assorbe la massima corrente. Se il rotore è autorizzato a ruotare, la resistenza del motore distribuito netto aumenta verso livelli normali e quindi la potenza del motore scende a livelli normali. Quando viene applicata la coppia di carico, lo scarico della corrente del motore aumenta. Il circuito equivalente del motore a induzione include resistenza del nucleo equivalente e induttanza distribuita, capacità e un trasformatore ideale che guida l'avvolgimento dell'indotto.