Pagsusuri ng Node sa mga Sirkwitong Elektriko
Pangkat ng Nodal Analysis
Nodal analysis ay isang paraan na nagbibigay ng pangkalahatang proseso para sa pag-aanalisa ng mga circuit gamit ang voltages ng node bilang mga bariabulo ng circuit. Nodal Analysis ay tinatawag din na Node-Voltage Method.
Ang ilang mga katangian ng Nodal Analysis ay kasunod:
Nodal Analysis batayan sa aplikasyon ng Kirchhoff’s Current Law (KCL).
Sa may ‘n’ nodes, mayroong ‘n-1’ samut-saring mga ekwasyon upang lutasin.
Sa pamamagitan ng paglutas ng ‘n-1’ mga ekwasyon, maaaring makamit ang lahat ng voltages ng nodes.
Ang bilang ng mga non-reference nodes ay katumbas ng bilang ng mga Nodal equations na maaaring makamit.
Mga Uri ng Nodes sa Nodal Analysis
Non Reference Node – Ito ay isang node na may tiyak na Node Voltage. Halimbawa, dito ang Node 1 at Node 2 ang mga Non Reference nodes
Reference Node – Ito ay isang node na gumagamit bilang punto ng sanggunian para sa iba pang mga node. Ito rin ang tinatawag na Datum Node.
Mga Uri ng Reference Nodes
Chassis Ground – Ang uri ng reference node na ito ay gumagamit bilang common node para sa higit sa isang circuit.
Earth Ground – Kapag ang earth potential ay ginamit bilang sanggunian sa anumang circuit, ang uri ng reference node na ito ay tinatawag na Earth Ground.
Paglutas ng Circuit Gamit ang Nodal Analysis
Pangunahing Hakbang na Ginagamit sa Nodal Analysis
Piliin ang isang node bilang reference node. Ipagbigay ang mga voltages V1, V2… Vn-1 sa natitirang mga node. Ang mga voltages ay may sanggunian sa reference node.
I-apply ang KCL sa bawat non-reference node.
Gamitin ang Ohm’s law upang ipahayag ang branch currents sa termino ng node voltages.
Ang Node palaging nagsasang-ayon na ang current ay lumilipad mula sa mas mataas na potensyal patungo sa mas mababang potensyal sa resistor. Dahil dito, ang current ay ipinahayag bilang sumusunod
IV. Pagkatapos ng aplikasyon ng Ohm’s Law, makakuha ng ‘n-1’ node equations sa termino ng node voltages at resistances.
V. Lutasin ang ‘n-1’ node equations upang makamit ang mga halaga ng node voltages at makakuha ng kinakailangang node Voltages bilang resulta.
Nodal Analysis kasama ang Current Sources
Nodal analysis kasama ang current sources ay napakadali at ito ay pinag-uusapan sa isang halimbawa sa ibaba.
Halimbawa: Kalkulahin ang Node Voltages sa sumusunod na circuit
Sa sumusunod na circuit, mayroon tayo ng 3 nodes kung saan isa ang reference node at ang iba pang dalawa ang mga non-reference nodes – Node 1 at Node 2.
Step I. Ipagbigay ang mga nodes voltages bilang v1 at 2 at markahan ang direksyon ng branch currents sa sanggunian ng reference nodes
Step II. I-apply ang KCL sa Nodes 1 at 2
KCL sa Node 1
KCL sa Node 2
Step III. I-apply ang Ohm’s Law sa KCL equations
• Ohm’s law sa KCL equation sa Node 1
Simplifying the above equation we get,
• Now, Ohm’s Law to KCL equation at Node 2
Simplifying the above equation we get
Step IV. Now solve the equations 3 and 4 to get the values of v1 and v2 as,
Using elimination method
And substituting value v2 = 20 Volts in equation (3) we get-
Hence node voltages are as v1 = 13.33 Volts and v2 = 20 Volts.
Nodal Analysis kasama ang Voltage Sources
Case I. Kung ang voltage source ay konektado sa pagitan ng reference node at non-reference node, simpleng itatakda ang voltage sa non-reference node na kapareho ng voltage ng voltage source at ang pag-aanalisa nito ay maaaring gawin tulad ng ginagawa natin sa current sources. v
