Nóðaspönnuágreiningarmáti

Knópunktsspänningaranalyysi

Knópunktsspänningaranalyysi on menetelmä sähköverkkojen ratkaisemiseksi, erityisesti hyödyllinen silloin, kun kaikkien haarojen sähkövirrat on laskettava. Tämä lähestymistapa määrittelee spänningit ja virrat käyttäen verkon knópisteitä.

Knópiste on paikka, jossa kolme tai useampi piiritekijä yhdistyvät. Knópunktianalyysi sovelletaan yleensä verkkoihin, joissa on useita rinnakkaista piirejä, jotka jakavat yhteisen maapisteen, tarjoten etun vähemmän yhtälöiden tarpeessa piirin ratkaisemiseksi.

Periaatteet ja soveltaminen

• Kirchhoffin virranlaki (KCL): Ydinperiaate sanoo, että kaikkien tulevien virtojen algebrallinen summa knópisteessä on oltava sama kuin kaikkien lähtevien virtojen algebrallinen summa.

• Knópisteluokitus:

• Viestintäknópiste: Toimii maapisteenä tai nollapotentialin viittauspisteenä kaikille muille knópisteille.

• Muut knópisteet: Knópisteet, joiden spänning on tuntematon verrattuna viestintäknópisteeseen.

Yhtälön muodostaminen

Riippumattomien knópisteyhtälöiden lukumäärä on yksi vähemmän kuin verkossa olevien solmujen (knópisteiden) määrä. Jos n edustaa riippumattomien knópisteyhtälöiden määrää ja j on solmujen kokonaismäärä, suhde on:n = j - 1

Virran ilmaisujen muodostamisessa oletetaan, että knópistepotentiat ovat aina korkeammat kuin muut yhtälöissä esiintyvät spänningit.

Tämä menetelmä keskittyy määrittämään jokaisen knópisteen spänning löytääksesi potentiaalieroja elementtien tai haarojen välillä, mikä tekee siitä tehokkaan monien rinnakkaisten polkujen sisältävien monimutkaisten piirien analysointiin.

Ymmärrätkäämme knópunktispänningaranalyysimenetelmää alla olevan esimerkin avulla:

Vaiheet verkkojen ratkaisemiseksi knópunktispänningaranalyysilla

Yllä olevaa piirikaaviota käyttäen seuraavat vaiheet havainnollistavat analyysiprosessia:

Vaihe 1 – Tunnistakaa knópisteet

Tunnistakaa ja merkitsekaa kaikki piirin knópisteet. Esimerkissä knópisteet on merkitty A:lla ja B:llä.

Vaihe 2 – Valitkaa viestintäknópiste

Valitkaa viestintäknópiste (nollapotentiaali), johon suurin määrä elementtejä yhdistyy. Tässä valitaan D-knópiste viestintäknópisteeksi. Merkitsemme knópisteiden A ja B spänningit vastaavasti V_A ja V_B.

Vaihe 3 – Sovelkaa KCL:ää knópisteisiin

Sovelkaa Kirchhoffin virranlakia (KCL) jokaiseen ei-viestintäknópisteeseen:

KCL:n soveltaminen A-knópisteeseen: (Muodosta virta-ilmauseja piirikonfiguraation perusteella, varmistaen, että tulevien/lähtevien virtojen algebralliset summat ovat tasapainossa.)

Yhtälöiden (1) ja (2) ratkaiseminen antaa arvot V_A ja V_B.

Knópunktispänningaranalyysin pääetuna

Tämä menetelmä vaatii kirjoittamaan vähimmäismäärän yhtälöitä tuntemattomien määrittämiseksi, mikä tekee siitä tehokkaan monien knópisteiden sisältävien monimutkaisten piirien analysointiin.