- Analiza mreže i čvora
- Metoda ili analiza mrežaste struje
- Pronalaženje struje u krugu metodom mrežaste struje
- Rješavanje dvije mreže pomoću analize mrežne struje
- Rješavanje tri mreže pomoću analize mrežne struje
Analiziranje mreže krugova i otkrivanje struje ili napona težak je posao. Međutim, analiza sklopa bit će jednostavna ako primijenimo odgovarajući postupak za smanjenje složenosti. Osnovni analiziranje tehnike krug mreže su mreže Trenutna Analiza i limfnim čvorovima Analiza napona.
Analiza mreže i čvora
Analiza mreže i čvorova imaju određeni skup pravila i ograničene kriterije za postizanje savršenog rezultata. Za rad kruga potreban je jedan ili više izvora napona ili struje ili oboje. Određivanje tehnike analize važan je korak u rješavanju sklopa. I to ovisi o broju izvora napona ili struje dostupnih u određenom krugu ili mrežama.
Analiza mreže ovisi o raspoloživom izvoru napona, dok analiza čvorova ovisi o trenutnom izvoru. Dakle, za jednostavnije izračunavanje i smanjenje složenosti mudriji je izbor koristiti mrežnu analizu tamo gdje je dostupan veliki broj izvora napona. Istodobno, ako se krug ili mreže bave velikim brojem izvora struje, tada je Nodal analiza najbolji izbor.
Ali što ako krug ima izvore napona i struje? Ako krug ima veći broj izvora napona i nekoliko brojeva izvora struje, ipak je Mesh analiza najbolji izbor, ali trik je u promjeni izvora struje u ekvivalentni izvor napona.
U ovom uputstvu razgovarat ćemo o analizi mreže i razumjet ćemo kako je koristiti u mrežnoj mreži.
Metoda ili analiza mrežaste struje
Da bi se mreža analizirala mrežnom analizom, mora biti ispunjen određeni uvjet. Analiza mreže primjenjiva je samo na krugove ili mreže planera.
Što je planarni krug?
Krug planera je jednostavan krug ili mreža koji se mogu nacrtati na ravnoj površini gdje se ne događa križanje. Kada krugu treba križanje, to je neplanarni krug.
Ispod slike prikazan je ravni kružni tok. Jednostavno je i nije prisutan crossover.
Sada je donji krug neplanarni krug. Krug se ne može pojednostaviti jer u njemu postoji križanje.
Analiza mreže ne može se raditi u neravnom krugu i to samo u ravninskom krugu. Da biste primijenili analizu mreže, potrebno je nekoliko jednostavnih koraka da biste dobili konačni rezultat.
- Prvi korak je utvrditi radi li se o ravninskom ili neplanarnom krugu.
- Ako se radi o ravninskom krugu, onda ga treba pojednostaviti bez ikakvog križanja.
- Prepoznavanje mreža.
- Utvrđivanje izvora napona.
- Doznavanje trenutne putanje cirkulacije
- Primjenjujući Kirchoffov zakon na odgovarajućim mjestima.
Pogledajmo kako Analiza mreže može biti koristan postupak za analizu razine kruga.
Pronalaženje struje u krugu metodom mrežaste struje
Gornji krug sadrži dvije mreže. To je jednostavan sklop planera u kojem su prisutna 4 otpora. Prva mreža stvara se pomoću R1 i R3 otpornika, a druga mreža stvara se pomoću R2, R4 i R3.
Kroz svaku mrežicu teku dvije različite vrijednosti struje. Izvor napona je V1. Kružna struja u svakoj mreži može se lako identificirati pomoću jednadžbe mreže.
Za prvu mrežu V1, R1 i R3 su povezani u seriju. Stoga obojica dijele istu struju koja je označena kao plavi identifikator cirkulacije nazvan i1. Za drugu mrežicu događa se potpuno isto, R2, R4 i R3 dijele istu struju koja je također označena kao plava kružna linija, označena kao i 2.
Postoji poseban slučaj za R3. R3 je uobičajeni otpornik između dvije mreže. To znači da kroz otpornik R3 teku dvije različite struje dviju različitih mreža. Kolika će biti struja R3? To je razlika između dvije mreže ili petlje. Dakle, struja koja teče kroz otpor R3 je i 1 - i 2 .
Razmotrimo prvu mrežicu-
Primjenjujući Kirchhoffov zakon napona, Napon V1 jednak je razlici napona R1 i R3.
Koji je sada napon R1 i R3? U ovom slučaju, Ohmov zakon će biti od velike pomoći. Prema omskom zakonu Napon = Struja x Otpor .
Dakle, za R1 je napon i 1 x R 1, a za otpor R3 bit će (i 1 - i 2) x R 3
Prema tome, prema Kirchoffovom naponskom zakonu, V 1 = i 1 R 1 + R 3 (i 1 - i 2) ………..
Za drugu mrežicu nije prisutan izvor napona poput V1 u prvoj mrežici. U tom slučaju, prema Kirchhoffovom zakonu napona, u mrežnoj putanji zatvorenog kruga niza mreža potencijalne razlike svih otpora jednake su 0.
Primjenjujući isti Ohmov zakon i Kirchhoffov zakon,
R 3 (i 1 - i 2)) + i 2 R 2 + i 2 R 4 = 0) ………..
Rješavanjem jednadžbe 1 i jednadžbe 2 može se identificirati vrijednost i1 i i2. Sada ćemo vidjeti dva praktična primjera za rješavanje petlji sklopa.
Rješavanje dvije mreže pomoću analize mrežne struje
Kolika će biti mrežasta struja sljedećeg kruga?
Gornja mreža krugova malo se razlikuje od prethodnog primjera. U prethodnom primjeru krug je imao jedan izvor napona V1, ali za ovu mrežu krugova prisutna su dva različita izvora napona, V1 i V2. U krugu postoje dvije mreže.
Za Mesh-1, V1, R1 i R3 povezani su u seriju. Dakle, ista struja teče kroz tri komponente koje su i 1.
Koristeći Ohmov zakon, napon svake komponente je
V 1 = 5 V V R1 = i 1 x 2 = 2i 1
Za R3 kroz njega teku dvije struje petlje, jer je ovo dijeljena komponenta između dvije mreže. Kako postoje dva različita izvora napona za različite mreže, struja kroz otpor R3 je i 1 + i 2.
Dakle, napon na
V R3 = (i 1 + i 2) x 5 = 5 (i 1 + i 2)
Prema Kirchhoffovom zakonu, V 1 = 2i 1 + 5 (i 1 + i 2) 5 = 7i 1 + 5i 2 ……. (Jednadžba: 1)
, V2, R2 i R3 povezani su u seriju. Dakle, ista struja teče kroz tri komponente koja je i 2.
Koristeći Ohmov zakon, napon svake komponente je
V 1 = 25 V V R2 = i 2 x 10 = 10i 2 V R3 = (i 1 + i 2) x 5 = 5 (i 1 + i 2)
Prema Kirchhoffovom zakonu, V 2 = 10i 2 + 5 (i 1 + i 2) 25 = 5i 1 + 15i 2 5 = i 1 + 3i 2 ….. (Jednadžba: 2)
Dakle, evo dvije jednadžbe, 5 = 7i 1 + 5i 2 i5 = i 1 + 3i 2.
Rješavanjem ove dvije jednadžbe dobivamo, i 1 =.625A i 2 = 1.875A
Sklop je dalje simuliran u alatu začina za procjenu rezultata.
Potpuno isti sklop preslikava se u Orcad Pspice i dobivamo isti rezultat
Rješavanje tri mreže pomoću analize mrežne struje
Evo još jednog klasičnog primjera analize mreže
Razmotrimo donju mrežnu mrežu. Korištenjem Mesh analize izračunat ćemo tri struje u tri mreže.
Gore navedena mreža krugova ima tri mreže. Dostupan je i dodatni izvor struje.
Da bi se riješila mreža krugova u procesu analize mreže, Mesh-1 se zanemaruje kao i 1, izvor struje od deset ampera je izvan mreže kruga.
U Mesh-2 V1, R1 i R2 su povezani u seriju. Dakle, ista struja teče kroz tri komponente koja je i 2.
Koristeći Ohmov zakon, napon svake komponente je
V 1 = 10V
Za R1 i R2, kroz svaki otpornik teku dvije struje petlje. R1 je dijeljena komponenta između dvije mreže, 1 i 2. Dakle, struja koja prolazi kroz otpor R1 je i 2 - i 2. Jednako kao i R1, struja kroz otpor R2 je i 2 - i 3.
Stoga napon na otporniku R1
V R1 = (i 2 - i 1) x 3 = 3 (i 2 - i 1)
I za otpor R2
V R2 = 2 x (i 2 - i 3) = 2 (i 2 - i 3)
Prema Kirchhoffovom zakonu, 3 (i 2 - i 1) + 2 (i 2 - i 3) + 10 = 0 ili -3i 1 + 5i 2 = -10…. (Jednadžba: 1)
Dakle, vrijednost i 1 je već poznata koja je 10A.
Osiguranjem i 1 vrijednosti, jednadžba 2 može se dobiti.
-3i 1 + 5i 2 - 2i 3 = -10 -30 + 5i 2 - 2i 3 = -10 5i 2 - 2i 3 = 20…. (Jednadžba: 2)
U Mesh-3 V1, R3 i R2 povezani su u seriju. Dakle, ista struja teče kroz tri komponente što je i3.
Koristeći Ohmov zakon, napon svake komponente je
V 1 = 10 V V R2 = 2 (i 3 - i 2) V R3 = 1 xi 3 = i 3
Prema Kirchhoffovom zakonu, i 3 + 2 (i 3 - i 2) = 10 ili, -2i 2 + 3i 3 = 10….
Stoga su ovdje dvije jednadžbe, 5i 2 - 2i 3 = 20 i -2i 2 + 3i 3 = 10. Rješavanjem ove dvije jednadžbe, i 2 = 7,27A i i 3 = 8,18A.
Mesh analiza simulacije u PSpice pokazao isti rezultat kao i izračunati.
To je način na koji se struja može izračunati u petljama i mrežama koristeći Analizu mrežaste struje.