Kretsteori

Kretsteori, ofta kallad krets teori, är en disciplin inom elektroteknik och fysik som analyserar elektriska nätverk bestående av element som resistorer, induktorer och kapacitorer samt spännings- och strömkällor. Målet är att förutsäga spänningar, strömmar och den passerande effekten i olika delar av nätverket under olika tids- och frekvensförhållanden.

Grundläggande begrepp inkluderar Kirchhoffs ström- och spänningslagar, Ohms lag och begreppet impedans i växelström. I kretsteori används tid-domäna och frekvensdomänerna analyser: tidskonstanter, differentialekvationer, fasor, Laplace-transformen och överföringsfunktioner. Det finns ett antal nätverksekvenser och teoremer som förenklar beräkningar, till exempel Thevenin- och Norton-teoremerna, superpositionsprincipen samt principen för maximal effektöverföring.

Analysmönster inkluderar nodal analys (spänningsnoding) och mesh-analys (mesh-ekvationer), samt mer allmänt tillståndsrum-modeller för komplexa dynamiska nät. Simulering med programvara som SPICE gör det möjligt att modellera och simulera realistiska kretsar innan de byggs fysiskt.

Historiskt utvecklades kretsteorin under 1800- och 1900-talen med arbeten av Ohm och Kirchhoff och senare bidrag från Maxwell, Thevenin och Norton. Den fungerar som en grundläggande byggsten i elektronikdesign, telekommunikation, kraftsystem och RF-teknik och används i både utbildning och industriell design.

Kretsteori står i nära relation till nätverksteori, signalbehandling och kontrollteori. Denna disciplin används också som bas för mer avancerade ämnen som analogfilterdesign, impedansmatching och systemanalys.