Узловое напряжение анализ әдісі

Узловдық кернеу талдау

Узловдық кернеу талдау - электр желілерін шешу ықтимал жолы, анықтау керек болған кезде барлық бөлік ағымдары. Бұл ықтимал әдіс схеманың узларын пайдаланып, кернеулер мен ағымдарды анықтай алады.

Узел - үш немесе одан да көп схема элементтері бір-бірімен байланыстырылатын терминал. Узловдық талдау бір ұстақтық терминалын бөлісетін көптеген параллель схемаларға жиі қолданылады, бұл схеманы шешуде әдетте есептеулер саны аз болады.

Негіздер және Қолданылуы

• Кирхгофтың Ағым Заңы (KCL): Негізгі принцип - узелге келген барлық ағымдардың алгебралық қосындысы, узелден шығатын барлық ағымдардың алгебралық қосындысына тең болуы керек.

• Узелдерді Сыни:

• Басқару Узелі: Барлық басқа узелдер үшін нөлдік потенциалды басқару нүктесі ретінде қызмет етеді.

• Басқару Узелі Емес: Басқару узеліне қарағанда белгісіз кернеулер бар узелдер.

Теңдеулерді Өндіру

Маңызды узел теңдеулері саны, схемадағы барлық жабыс нүктелерінің (узелдер) санынан бірден аз болады. Егер n маңызды узел теңдеулерінің санын, ал j - жабыс нүктелерінің жалпы санын білдірсе, олардың арасындағы байланыс: n = j - 1

Ағым өрнектерін құрастыру кезінде, узел потенциалдары өзара теңсіздіктерде қатысатын басқа кернеулерден жоғары деп есептеледі.

Бұл ықтимал әдіс әрбір узелдегі кернеуні анықтау арқылы элементтер немесе бөліктер арасындағы потенциал айырмашылықтарын табуға багытталған, бұл көптеген параллель жолдары бар татаулі схемаларды талдау үшін ыңғайлы болады.

Төмендегі мысал арқылы Узловдық Кернеу Талдау ықтимал әдісін түсінеміз:

Узловдық Кернеу Талдау Арқылы Схемаларды Шешу Үшін Жоспар

Жоғарыда көрсетілген схема үшін, талдау процесін түсіндіру үшін төмендегі кадамдарды қолданамыз:

1-ші кадам – Узелдерді Анықтау

Схемадағы барлық узелдерді анықтаңыз және белгілейді. Мысалда, узелдер A және B деп белгіленеді.

2-ші кадам – Басқару Узелін Тандау

Элементтердің ең көп саны байланыстыратын басқару узелін (нөлдік потенциал) тандап алыңыз. Мұнда D узелі басқару узелі ретінде тандалады. A және B узелдеріндегі кернеулер сәйкесінше V_A және V_B деп белгіленеді.

3-ші кадам – Узелдерде KCL қолдану

Әр бір басқару узелінде (нөлдік потенциал) Кирхгофтың ағым заңын (KCL) қолданыңыз:

A узелінде KCL қолдану: (Схема конфигурациясына негізделген ағым өрнектерін құрастырыңыз, келетін/шығатын ағымдардың алгебралық қосындылары теңестіру.)

(1) және (2) теңдеулерді шешу V_A және V_B мәндерін береді.

Узловдық Кернеу Талдау ықтимал әдісінің Негізгі Аңызы

Бұл ықтимал әдіс белгісіз мәндерді анықтау үшін минималды санда теңдеулер жазуы талап етіледі, бұл көптеген узелдері бар татаулі схемаларды талдау үшін ыңғайлы болады.