ניתוח זרמים במשבץ
ניתוח זרם הרשת הוא שיטה המשמשת בהנדסת חשמל לנתח ולפתור מעגלים עם מספר לולאות או "רשתות". השיטה מתמקדת בהצבת זרמים לכל לולאה במעגל ובהשתמשות בחוקי קירכהוף ובחוק אוהם כדי לפתור את הזרמים המעלים.
כדי לבצע ניתוח זרם הרשת, המעגל מחולק קודם כל לתוך מספר לולאות לא מתיישבות, או "רשתות". אז בוחרים כיוון של הזרם בכל לולאה ומתקינים משתנה לייצג את הזרם בלולאה זו. המשתנים שנבחרים עבור הזרמים הם בדרך כלל מסומנים באות "I", לאחר מכן סימון המציין את הלולאה שבה זורם הזרם.
לאחר מכן, חוקי קירכהוף וחוק אוהם משמשים לכתוב מערכת משוואות המתארת את היחסים בין הזרמים והטיפוסים במתח במעגל. חוק המתח של קירכהוף קובע כי סכום טיפוסי המתח סביב לולאה חייב להיות שווה לסכום מקורות המתח בלולאה זו. חוק הזרם של קירכהוף קובע כי סכום הזרמים הנכנסים לקווד (נקודה שבה נפגשות שלוש או יותר ענפים) חייב להיות שווה לסכום הזרמים היוצאים מהקווד. חוק אוהם קובע כי טיפוס המתח על 저ومة שווה להתנגדות של הזרם הכפול בנוכחות הזרם הזורם דרכה.
בפתרון מערכת המשוואות הנגזרת מחוקי קירכהוף וחוק אוהם, ניתן לקבוע את הערכים של זרמי הרשת. כאשר ידועים זרמי הרשת, ניתן למצוא את הזרמים באזורי אחרים במעגל באמצעות שימוש חוזר בחוקי קירכהוף ובחוק אוהם.
ניתוח זרם הרשת היא שיטה שימושית לנתח ולפתור מעגלים עם מספר לולאות, במיוחד כאשר המעגלים מכילים מקורות תלויים או כאשר לא ניתן להשתמש בשיטות אחרות, כגון ניתוח צומת או ניתוח לולאות. זהו כלי חזק המאפשר להנדסים לחזות את התנהגות מעגלי מתחם ולתכנן אותם כך שיוכלו לעמוד בדרישות ביצועים ספציפיות.
בניתוח הרשת, איך מחשבים זרם?
שיטת זרם הרשת כוללת את השלבים הבאים:
1. קביעת הרשתות.
2. הקצאת משתנה זרם לכל רשת בכיוון השעוני או נגד כיוון השעון.
3. כתיבת חוק המתח של קירכהוף סביב כל רשת.
4. פתרון מערכת המשוואות הנוצרת עבור כל הזרמים בלולאות.
מדוע משתמשים בניתוח הרשת?
ניתוח הרשת הוא שיטה אפקטיבית וכללית לקביעת זרמים ומתחים לא ידועים בכל מעגל. הבעיה נפתרת לאחר שמוצאים את זרמי הלולאות, כי אפשר אז לחשב כל זרם במעגל באמצעות זרמי הלולאות.
מהו ענף בניתוח הרשת?
ענף הוא מסלול המחבר שני צמתים וכולל אלמנט מעגל. כאשר ענף שייך רק לרשת אחת, זרם הענף שווה לזרם הרשת.
אם שתי רשתות חולקות ענף, זרם הענף שווה לסכום (או הפרש) של שני זרמי הרשת כשהם באותו (או הפוך) כיוון.
מהו לולאה?
לולאה מתיחסת לכל מסלול סגור במעגל שאינו עובר דרך אותו צומת יותר מפעם אחת.
הצהרה: לכבד את המקור, מאמרים טובים שראוי לשתף, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר למחיקה.
