Virtapiiri

Teoreettisessa sähkötekniikassa virtapiiri koostuu piirialkioista ja niitä yhdistävistä johtimista. Käytännön sähkötekniikassa piirialkioita vastaavat erilaiset sähköiset komponentit.

Suljettu virtapiiri on virtalähteiden, johtimien ja sähkölaitteiden muodostama sähkövirran kulkureitti. Avoimesta virtapiiristä ei virta kulje lävitse; virtapiiri voidaan katkaista tarkoituksellisesti esimerkiksi katkaisijalla.

Kirchhoffin säännöt

Suljetussa virtapiirissä pätevät Kirchhoffin säännöt, joista ensimmäinen on se, että virtapiirin haarautumispisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien virtojen summa. Toinen näistä säännöistä on se, että suljetussa silmukassa potentiaalien muutosten summa on nolla, kun potentiaalimuutosten suunnat otetaan huomioon etumerkeillä. Kun virtapiirissä olevien vastusten resistanssit lasketaan yhteen, tämän perusteella voidaan laskea virtapiirin sähkövirran voimakkuus.

Piirimuunnokset

Virtapiirien analysointia voi helpottaa piirimuunnoksilla:

1. Sarjaan tai rinnan kytkettyjä vastuksia voi yhdistää
2. Sarjaan kytkettyjä jännitelähteitä voi yhdistää
3. Kolmio-tähtimuunnos
4. Tähti-kolmiomuunnos
5. Virtalähteen muuttaminen jännitelähteeksi
6. Jännitelähteen muuttaminen virtalähteeksi
7. Virran muuttuminen sähköksi.

Piirien analysointimenetelmiä

1. Kerrostamismenetelmä
2. Theveninin ja Nortonin menetelmät
3. Silmukka- ja solmumenetelmä

Erikoistapauksia

1. Tikapuuverkko
2. Värähtelypiiri

Kirjallisuutta

• Voipio, Erkki: Virtapiirit ja verkot. Helsinki: Otatieto, 2001 (1976). ISBN 951-672-082-X