Kretsmodeller

Kretsmodeller är föreställningar av elektriska nät som används för att analysera och förutsäga beteende hos elektriska system. Genom modellering kan ingenjörer förstå hur spänningar och strömmar utvecklas över tid, hur signaler filtreras, eller hur effekt överförs mellan komponenter. Grundläggande antaganden innefattar lumpade parametrar, vilket innebär att kretsens dimensioner är små jämfört med signalens våglängd, så att varje komponent kan beskrivas med koncentrerade element som resistorer R, induktorer L och kondensatorer C samt aktiva källor.

Kretsmodeller kan beskrivas i olika former. Lumpade modeller tar hänsyn till diskreta komponenter och beskrivs ofta med RLC-nät som följer Kirchhoffs lagar. Distributed-parameter-modeller används när ledningar och komponenter inte kan behandlas som koncentrerade element. Andra modelltyper är Thevenin- och Norton-ekvivalenter som ersätter delnät med en viss impedans och en spännings- eller strömkälla, samt state-space och överföringsfunktionsmodeller i tids- eller frekvensdomänen.

Metoder och verktyg inkluderar nodal- eller meshanalys, Laplace- och Fouriertransformer samt numerisk simulering i programvara som SPICE, MATLAB/Simulink eller LTspice. Modeller används i design, felsökning, utbildning och forskning för att förutsäga svar på stimuli, bedöma stabilitet och optimera komponentvärden.

Begränsningar innefattar att lumpade modeller missar parasitiska effekter, högfrekventa fenomen och icke-linjära beteenden i verkliga material eller källor. Noggrannheten beror på hur väl antaganden överensstämmer med den faktiska apparaten.