12. Zdroje a hranice modelu
Co tenhle nástroj počítá
Lineární stejnosměrné obvody v ustáleném stavu. Rezistory, ideální zdroje napětí s volitelným vnitřním odporem, ideální zdroje proudu, vodiče a spínače. Řešení modifikovanou uzlovou analýzou, přesně jak je popsané v kapitole 11.
Co vědomě nepočítá
- Nelineární součástky. Dioda, tranzistor, žárovka se žhavým vláknem. Žárovka v kalkulačce je obyčejný rezistor s pevnou hodnotou; skutečné wolframové vlákno má za studena zhruba desetinu odporu, který má rozžhavené. Poctivý model by vyžadoval iteraci a je to záměrně nechané na pozdější kartu.
- Střídavý proud, kondenzátory a cívky. Vše, co má co do činění s časem a s fází. Kondenzátor je pro stejnosměrný ustálený stav přerušení, cívka vodič — a tím to tady končí.
- Přechodné děje. Co se stane v prvních milisekundách po sepnutí, se tu neřeší. Zapnutí je z pohledu tohoto modelu okamžité.
- Odpor vodičů a spojů. Vodič je ideální. V rozvodu nízkého napětí při velkém proudu je to nejsilnější zjednodušení z celého seznamu — viz čísla v kapitole 3.
- Teplotní závislost. Odpor mědi roste asi o 0,4 % na kelvin. Rezistor, který se ohřeje o 50 K, má jiný odpor, než jaký jsi zadal.
- Bezpečnost. Tohle je výukový nástroj. Skutečné zapojení na síťové napětí se neposuzuje podle kalkulačky, ale podle normy a s kvalifikací.
Zdroje
- Ohm, G. S.: Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet, Berlín 1827 — původní formulace zákona.
- Kirchhoff, G.: Ueber den Durchgang eines elektrischen Stromes durch eine Ebene, Annalen der Physik 140(4), 1845 — oba zákony.
- Horowitz, P., Hill, W.: The Art of Electronics, 3. vydání, Cambridge University Press 2015, kap. 1 — děliče, výstupní odpor, Thévenin, praktická pravidla.
- Ho, C.-W., Ruehli, A., Brennan, P.: The modified nodal approach to network analysis, IEEE Trans. Circuits and Systems 22(6), 1975 — metoda, kterou solver používá.
- IEC 60062 — značení rezistorů barevným kódem; IEC 60063 — řady E.
- IEC 60617 — grafické značky ve schématech.
- Nahvi, M., Edminister, J.: Schaum's Outline of Electric Circuits — řešené příklady, proti kterým se dá kontrolovat.
Ověření solveru
Vedle nástroje leží v repozitáři test-circuits.cjs — sada testů, která solver
kontroluje proti výsledkům, jež s ním nesdílejí ani řádek kódu: relaxační řešič napsaný zvlášť
a puštěný na náhodné sítě, krychle z dvanácti stejných odporů (přesně 5/6 R mezi protilehlými
rohy), žebřík R-2R (napětí se v každém stupni přesně půlí), superpozice, převod trojúhelník–hvězda,
reciprocita a bilance výkonu na každém obvodu v souboru. Pravidlo, kterého se drží celá tahle řada
nástrojů: výsledek, který se nedá ověřit jinou cestou, do nástroje nepatří.
Co bude dál
Tahle karta je základ stejnosměrných obvodů. Na řadě jsou kondenzátory a přechodné děje, střídavý proud a impedance, a pak polovodiče. Až budou, budou vedle ní.