Hálózatáram elemzési módszer

A Hálóáram-analízis-módszer használatos olyan elektromos hálózatok elemzésére és megoldására, amelyekben több forrás vagy áramkör van, ami számos hálót (hurokot) tartalmaz, melyekben feszültség- vagy áramforrás található. Ez a módszer, más néven a Hurokáram-módszer, azt feltételezi, hogy minden hurkhoz egyedi áram tartozik, és az elemek feletti feszültségcsökkenések polaritását a hurokáram feltehető irányának alapján határozza meg.

A hálóáram-analízis során az ismeretlenek a különböző hálókban áramló áramok, és az irányító elv a Kirchhoff-feszültség-törvénye (KVL), amely szerint:
"Bármely zárt körben a netto alkalmazott feszültség megegyezik az áram és ellenállás szorzatainak összegével. Más szóval, az áramirány mentén a húrokban lévő feszültség-emelkedések összege megegyezik a feszültség-csökkenések összegével."

Nézzük meg a Hálóáram-módszert a következő ábrán látható áramkör segítségével：

A Fenti Hálózatban

• R₁, R₂, R₃, R₄, és R5 különböző ellenállásokat jelentenek.

• V₁ és V₂ feszültségforrások.

• I₁ az ABFEA húrokban áramló áram.

• I₂ a BCGFB húrokban áramló áram.

• I₃ a CDHGC húrokban áramló áram.

• Az áramirány egyszerűség érdekében minden húrokban óramutató járásával ellentétes irányt feltételezünk.

Lépések a Hálóáram-módszer Alapján Történő Hálózatmegoldáshoz

A fenti áramkör-diagram segítségével a következő lépések részletezik a hálóáram-analízis folyamatát:

1. Lépés – Független Hálók/Hurok Azonosítása

Először is, azonosítsa a független áramkör-hálókat. A fenti diagram három hálót tartalmaz, amelyeket az analízis során figyelembe veszünk.

2. Lépés – Körzetes Áramok Hozzárendelése Minden Hálóhoz

Rendeljen hozzá egy körzetes áramot minden hálóhoz, ahogy a fenti áramkör-diagramon látható (I₁, I₂, I₃ minden hálóban). A számítások egyszerűsítése érdekében előnyös, ha minden áramot ugyanabban az óramutató járásával ellentétes irányban rendelünk hozzá.

3. Lépés – KVL Egyenletek Formulázása Minden Hálóhoz

Mivel három háló van, három KVL-egyenletet fogunk levezetni:

A KVL Alkalmazása az ABFEA Húrokra:

4. Lépés – Oldja Meg Egyszerre az (1), (2) és (3) Egyenleteket, hogy megszerezze az I₁, I₂, és I₃ áramok értékét.

A hálóáramok ismeretében kiszámíthatók a körben lévő különböző feszültségek és áramok.

Mátrix Forma

A fenti áramkör mátrixmódszerrel is megoldható. Az (1), (2) és (3) egyenletek mátrix formája a következőképpen fejezhető ki:

Ahol,

• [R] a hálóellenállás

• [I] a hálóáramok oszlopvektora, és

• [V] a húrok körül levő forrásfeszültségek algebrai összegének oszlopvektora.

Ez volt a hálóáram-analízis-módszer.