Analisis Nodal dalam Litar Elektrik

Definisi Analisis Nodal

Analisis nodal adalah kaedah yang memberikan prosedur umum untuk menganalisis litar menggunakan voltan nod sebagai pembolehubah litar. Analisis Nodal juga dikenali sebagai Kaedah Voltan Nod.
Beberapa Ciri-ciri Analisis Nodal adalah seperti berikut

• Analisis Nodal berasaskan penggunaan Hukum Arus Kirchhoff (KCL).

• Dengan 'n' nod, akan ada 'n-1' persamaan serentak untuk diselesaikan.

• Dengan menyelesaikan 'n-1' persamaan, semua voltan nod boleh diperoleh.

• Bilangan nod bukan rujukan adalah sama dengan bilangan persamaan Nodal yang boleh diperoleh.

Jenis Nod dalam Analisis Nodal

• Nod Bukan Rujukan – Ia adalah nod yang mempunyai Voltan Nod yang tentu. contohnya, di sini Nod 1 dan Nod 2 adalah nod bukan rujukan

• Nod Rujukan – Ia adalah nod yang bertindak sebagai titik rujukan bagi semua nod lain. Ia juga dipanggil Nod Datum.

Jenis Nod Rujukan

1. Ground Chassis – Jenis nod rujukan ini bertindak sebagai nod biasa untuk lebih daripada satu litar.
   

2. Ground Bumi – Apabila potensi bumi digunakan sebagai rujukan dalam mana-mana litar, maka jenis nod rujukan ini dipanggil Ground Bumi.

Penyelesaian Litar Menggunakan Analisis Nodal

Langkah Asas yang Digunakan dalam Analisis Nodal

1. Pilih satu nod sebagai nod rujukan. Tetapkan voltan V1, V2… Vn-1 kepada nod-nod yang tinggal. Voltan tersebut dirujuk berdasarkan nod rujukan.

2. Lakukan KCL kepada setiap nod bukan rujukan.

3. Gunakan Hukum Ohm untuk mengungkapkan arus cabang dalam sebutan voltan nod.

Nod selalu mengandaikan bahawa arus mengalir dari potensi yang lebih tinggi ke potensi yang lebih rendah dalam resistor. Oleh itu, arus diungkapkan seperti berikut

IV. Selepas penggunaan Hukum Ohm, dapatkan 'n-1' persamaan nod dalam sebutan voltan nod dan rintangan.

V. Selesaikan 'n-1' persamaan nod untuk mendapatkan nilai voltan nod dan dapatkan voltan nod yang diperlukan sebagai hasil.

Analisis Nodal dengan Sumber Arus

Analisis nodal dengan sumber arus sangat mudah dan dibincangkan dengan contoh di bawah.

Contoh: Hitung Voltan Nod dalam litar berikut

Dalam litar berikut, kami mempunyai 3 nod di mana satu nod adalah nod rujukan dan dua nod lain adalah nod bukan rujukan – Nod 1 dan Nod 2.

Langkah I. Tetapkan voltan nod sebagai v1 dan 2 dan juga tandakan arah arus cabang berdasarkan nod rujukan

Langkah II. Terapkan KCL kepada Nod 1 dan 2
KCL pada Nod 1
KCL pada Nod 2
Langkah III. Terapkan Hukum Ohm kepada persamaan KCL
• Hukum Ohm kepada persamaan KCL pada Nod 1

Menyederhanakan persamaan di atas, kita dapat,

• Sekarang, Hukum Ohm kepada persamaan KCL pada Nod 2

Menyederhanakan persamaan di atas, kita dapat

Langkah IV. Kini selesaikan persamaan 3 dan 4 untuk mendapatkan nilai v1 dan v2 sebagai,
Menggunakan kaedah penyingkiran

Dan menggantikan nilai v2 = 20 Volt dalam persamaan (3) kita dapat-

Oleh itu, voltan nod adalah v1 = 13.33 Volt dan v2 = 20 Volt.

Analisis Nodal dengan Sumber Voltan

Kes I. Jika sumber voltan disambungkan antara nod rujukan dan nod bukan rujukan, kita hanya menetapkan voltan pada nod bukan rujukan sama dengan voltan sumber voltan dan analisisnya boleh dilakukan seperti yang kita lakukan dengan sumber arus. v