Phương pháp phân tích dòng điện lưới

Phương pháp Phân tích Dòng Điện Mạng được sử dụng để phân tích và giải quyết các mạng điện có nhiều nguồn hoặc mạch bao gồm nhiều lưới (vòng) chứa nguồn điện áp hoặc dòng điện. Cũng được gọi là Phương pháp Dòng Điện Vòng, cách tiếp cận này liên quan đến việc giả định một dòng điện riêng biệt cho mỗi vòng và xác định cực tính của điện áp giảm trên các phần tử vòng dựa trên hướng giả định của dòng điện vòng.

Trong phân tích dòng điện mạng, các đại lượng chưa biết là các dòng điện trong các lưới khác nhau, và nguyên tắc chi phối là Định luật Điện áp Kirchhoff (KVL), nêu rõ:
"Trong bất kỳ mạch kín nào, tổng điện áp áp dụng bằng tổng các sản phẩm của dòng điện và điện trở. Hoặc, theo hướng dòng điện, tổng các điện áp tăng trong vòng bằng tổng các điện áp giảm."

Hãy hiểu phương pháp Dòng Điện Mạng thông qua mạch được hiển thị dưới đây：

Trong Mạng Trên

• R₁, R₂, R₃, R₄, và R5 đại diện cho các điện trở khác nhau.

• V₁ và V₂ là các nguồn điện áp.

• I₁ là dòng điện chảy trong lưới ABFEA.

• I₂ là dòng điện chảy trong lưới BCGFB.

• I₃ là dòng điện chảy trong lưới CDHGC.

• Để đơn giản hóa phân tích mạng, hướng dòng điện được giả định là theo chiều kim đồng hồ trong tất cả các lưới.

Các Bước Giải Quyết Mạng thông qua Phương pháp Dòng Điện Mạng

Sử dụng sơ đồ mạch trên, các bước sau đây mô tả quá trình phân tích dòng điện mạng:

Bước 1 – Xác định Các Lưới/Mạch Độc Lập

Đầu tiên, xác định các mạch lưới độc lập. Sơ đồ trên chứa ba lưới, được xem xét để phân tích.

Bước 2 – Gán Dòng Điện Luân Chuyển cho Mỗi Lưới

Gán một dòng điện luân chuyển cho mỗi lưới, như được hiển thị trong sơ đồ mạch (I₁, I₂, I₃ chảy trong mỗi lưới). Để đơn giản hóa các phép tính, tốt hơn hết nên gán tất cả các dòng điện theo cùng một hướng theo chiều kim đồng hồ.

Bước 3 – Lập Phương Trình KVL cho Mỗi Lưới

Vì có ba lưới, nên sẽ có ba phương trình KVL được dẫn xuất:

Áp dụng KVL cho lưới ABFEA:

Bước 4 – Giải Phương Trình (1), (2) và (3) đồng thời để tìm giá trị của các dòng điện I₁, I₂, và I₃.

Với các dòng điện lưới đã biết, các điện áp và dòng điện khác nhau trong mạch có thể được xác định.

Dạng Ma Trận

Mạch trên cũng có thể được giải bằng phương pháp ma trận. Dạng ma trận của các phương trình (1), (2) và (3) được biểu diễn như sau:

Trong đó,

• [R] là điện trở lưới

• [I] là vector cột của các dòng điện lưới và

• [V] là vector cột của tổng đại số của tất cả các điện áp nguồn xung quanh lưới.

Đó là tất cả về phương pháp phân tích dòng điện mạng.