Nodālā sprieguma analīzes metode

Nodālā sprieguma analīze

Nodālā sprieguma analīze ir metode elektrotīklu risināšanai, kas ir īpaši noderīga, ja jāaprēķina visi šūnu strāvas. Šis pieejas veids nosaka spriegumus un strāvas, izmantojot tīkla nodus.

Nods ir terminālis, kur savienojas trīs vai vairāk šķērsojošie elementi. Nodālā analīze tiek bieži piemērota tīkliem ar daudzām paralēlajām shēmām, kas kopīgi izmanto zemes termināli, piedāvājot priekšrocību, ka nepieciešamas mazāk vienādojumi, lai atrisinātu tīklu.

Principi un lietošana

• Kirhoffs strāvas likums (KCL): Galvenais princips liecina, ka algebriskā summa visām ienākošajām strāvām nodā ir jābūt vienādai ar algebriskās summas visām iznākošajām strāvām.

• Nodu klasifikācija:

• Atsauces nods: Tiek izmantots kā zeme vai nulle potenciāls atsauces punkts visiem citiem nodiem.

• Neatsauces nodi: Nodi ar nezināmiem spriegumiem attiecībā pret atsauces nodu.

Vienādojumu formulu

Nepieciešamie neatkarīgie nodu vienādojumi ir par vienu mazāk nekā tīkla savienojumu (nodu) skaits. Ja n pārstāv neatkarīgo nodu vienādojumu skaitu un j ir kopējais savienojumu skaits, tad attiecība ir:n = j - 1

Formulējot strāvas izteiksmes, tiek pieņemts, ka nodu potenciāli vienmēr ir augstāki nekā citas vienādojumos parādītās sprieguma vērtības.

Šis paņēmiens koncentrējas uz to, lai definētu spriegumu katrā nodā, lai atrastu potenciāla atšķirības starp elementiem vai šūnām, padarot to efektīvu, lai analizētu sarežģītus tīklus ar daudzām paralēlajām ceļiem.

Lai labāk saprastu nodālo sprieguma analīzes metodi, aplūkosim zemāk minēto piemēru:

Soļi tīklu risināšanai, izmantojot nodālo sprieguma analīzi

Izmantojot augstāk minēto shēmu, šie soļi ilustrē analīzes procesu:

Solis 1 – Identificējiet nodus

Identificējiet un apzīmējiet visus nodus shēmā. Piemērā nodi ir atzīmēti kā A un B.

Solis 2 – Izvēlieties atsauces nodu

Izvēlieties atsauces nodu (nulle potenciāls), kur savienojas maksimālais elements skaits. Šeit izvēlamies nodu D kā atsauces nodu. Pieņemsim, ka nodu A un B spriegumi tiek apzīmēti kā V_A un V_B, attiecīgi.

Solis 3 – Izmantojiet KCL nodos

Izmantojiet Kirhoffs strāvas likumu (KCL) katram neatsauces nodam:

Izmantojot KCL nodā A: (Formulējiet strāvas izteiksmes, balstoties uz shēmas konfigurāciju, nodrošinot, ka algebriskās summas ienākošajām/iznākošajām strāvām ir līdzsvarotas.)

Atrisinot vienādojumu (1) un vienādojumu (2), tiks iegūtas V_A un V_B vērtības.

Galvenā priekšrocība nodālās sprieguma analīzei

Šis paņēmiens prasa rakstīt minimālu vienādojumu skaitu, lai noteiktu nezināmos datus, padarot to efektīvu sarežģītu tīklu analīzei ar daudziem nodiem.