- Acs un mezgla analīze
- Tīkla strāvas metode vai analīze
- Strāvas atrašana ķēdē, izmantojot tīkla strāvas metodi
- Divu acu risināšana, izmantojot tīkla strāvas analīzi
- Trīs acu risināšana, izmantojot tīkla strāvas analīzi
Ķēžu tīkla analīze un strāvas vai sprieguma noskaidrošana ir grūts darbs. Tomēr ķēdes analīze būs vienkārša, ja sarežģītības samazināšanai izmantosim pareizu procesu. Galvenās ķēdes tīkla analīzes metodes ir tīkla strāvas analīze un mezglu sprieguma analīze.
Acs un mezgla analīze
Tīkla un mezglu analīzei ir īpašs noteikumu kopums un ierobežoti kritēriji, lai no tā iegūtu perfektu rezultātu. Ķēdes darbībai ir nepieciešams viens vai vairāki sprieguma vai strāvas avoti vai abi. Analīzes tehnikas noteikšana ir svarīgs solis ķēdes risināšanā. Un tas ir atkarīgs no konkrētajā ķēdē vai tīklos pieejamā sprieguma vai strāvas avota skaita.
Tīkla analīze ir atkarīga no pieejamā sprieguma avota, savukārt mezglu analīze ir atkarīga no pašreizējā avota. Tāpēc vienkāršākai aprēķināšanai un sarežģītības samazināšanai ir gudrāka izvēle izmantot acu analīzi, ja ir pieejams liels skaits sprieguma avotu. Tajā pašā laikā, ja ķēde vai tīkli nodarbojas ar lielu skaitu pašreizējo avotu, tad mezglu analīze ir labākā izvēle.
Bet ko tad, ja ķēdē ir gan sprieguma, gan strāvas avoti? Ja ķēdē ir lielāks sprieguma avotu skaits un maz strāvas avotu, joprojām vislabākā izvēle ir tīkla analīze, taču triks ir mainīt strāvas avotus līdzvērtīgā sprieguma avotā.
Šajā apmācībā mēs apspriedīsim acu analīzi un sapratīsim, kā to izmantot ķēdes tīklā.
Tīkla strāvas metode vai analīze
Lai analizētu tīklu ar acs analīzi, ir jāizpilda noteikts nosacījums. Acs analīze ir piemērojama tikai plānotāja ķēdēm vai tīkliem.
Kas ir plakana ķēde?
Plānotāja ķēde ir vienkārša shēma vai tīkls, ko var uzzīmēt uz plaknes virsmas, kur nenotiek krustojums. Kad ķēdei ir nepieciešams šķērsojums, tā ir neplāniska ķēde.
Zemāk attēlā parādīta plakana ķēde. Tas ir vienkārši, un nav neviena krosovera.
Tagad zem ķēdes ir nonplanar ķēde. Kontūru nevar vienkāršot, jo ķēdē ir krustojums.
Tīkla analīzi nevar veikt neplāno ķēdē, un to var izdarīt tikai plakanajā ķēdē. Lai lietotu acu analīzi, ir nepieciešamas dažas vienkāršas darbības, lai iegūtu gala rezultātu.
- Pirmais solis ir noteikt, vai tā ir plakana ķēde, vai neplānota shēma.
- Ja tā ir plakana ķēde, tā ir jāvienkāršo bez jebkāda šķērsojuma.
- Acu identificēšana.
- Sprieguma avota noteikšana.
- Pašreizējā cirkulācijas ceļa noskaidrošana
- Kirchoff likuma piemērošana pareizās vietās.
Apskatīsim, kā acu analīze var būt noderīgs process ķēdes līmeņa analīzei.
Strāvas atrašana ķēdē, izmantojot tīkla strāvas metodi
Iepriekš minētajā ķēdē ir divas acis. Tā ir vienkārša plānotāja shēma, kurā atrodas 4 rezistori. Pirmais siets tiek izveidots, izmantojot R1 un R3 rezistorus, un otrais siets tiek izveidots, izmantojot R2, R4 un R3.
Caur katru sietu plūst divas dažādas strāvas vērtības. Sprieguma avots ir V1. Cirkulējošo strāvu katrā tīklā var viegli noteikt, izmantojot tīkla vienādojumu.
Pirmajam sietam V1, R1 un R3 ir savienoti virknē. Tāpēc viņiem abiem ir tāda pati strāva, ko apzīmē kā zilo cirkulējošo identifikatoru, kas nosaukts kā i1. Attiecībā uz otro sietu notiek tieši tas pats, R2, R4 un R3 ir tāda pati strāva, ko arī apzīmē kā zilu cirkulējošu līniju, kas apzīmēta kā i 2.
R3 ir īpašs gadījums. R3 ir kopīgs rezistors starp divām acīm. Tas nozīmē, ka caur rezistoru R3 plūst divas dažādas divu dažādu acu strāvas. Kāda būs R3 strāva? Tā ir atšķirība starp divām acu vai cilpas strāvu. Tātad strāva, kas plūst caur rezistoru R3, ir i 1 - i 2 .
Pieņemsim apsvērt pirmos mesh-
Piemērojot Kirhofa sprieguma likumu, V1 spriegums ir vienāds ar R1 un R3 sprieguma starpību.
Kāds ir R1 un R3 spriegums? Šajā gadījumā ļoti noderīgi būs Ohma likumi. Saskaņā ar omu likumu Spriegums = strāva x pretestība .
Tātad R1 spriegums ir i 1 x R 1 un rezistoram R3 tas būs (i 1 - i 2) x R 3
Tāpēc saskaņā ar Kirhofa sprieguma likumu
V 1 = i 1 R 1 + R 3 (i 1 - i 2) ………..
Otrajai sietai pirmajā tīklā nav tāda sprieguma avota kā V1. Šādā gadījumā saskaņā ar Kirhofa sprieguma likumu slēgta kontūra virknes ķēdes tīkla ceļā visu rezistoru potenciālās atšķirības ir vienādas ar 0.
Tātad, piemērojot to pašu Ohma likumu un Kirhofa likumu,
R 3 (i 1 - i 2)) + i 2 R 2 + i 2 R 4 = 0) ………..
Atrisinot 1. vienādojumu un 2. vienādojumu, var noteikt i1 un i2 vērtību. Tagad mēs redzēsim divus praktiskus piemērus ķēdes cilpu atrisināšanai.
Divu acu risināšana, izmantojot tīkla strāvas analīzi
Kāda būs šīs ķēdes tīkla strāva?
Iepriekš minētais ķēdes tīkls nedaudz atšķiras no iepriekšējā piemēra. Iepriekšējā piemērā ķēdei bija viens sprieguma avots V1, bet šim ķēdes tīklam ir divi dažādi sprieguma avoti - V1 un V2. Shēmā ir divas acis.
Mesh-1 V1, R1 un R3 ir savienoti virknē. Tātad viena un tā pati strāva plūst caur trim komponentiem, kas ir i 1.
Izmantojot Ohma likumu, katras sastāvdaļas spriegums ir
V 1 = 5 V V R1 = i 1 x 2 = 2i 1
R3 caur to plūst divas cilpas strāvas, jo tas ir kopīgs komponents starp divām acīm. Tā kā dažādām acīm ir divi dažādi sprieguma avoti, strāva caur rezistoru R3 ir i 1 + i 2.
Tātad, spriegums pie
V R3 = (i 1 + i 2) x 5 = 5 (i 1 + i 2)
Saskaņā ar Kirhofa likumu
V 1 = 2i 1 + 5 (i 1 + i 2) 5 = 7i 1 + 5i 2 ……. (Vienādojums: 1)
, V2, R2 un R3 ir savienoti virknē. Tātad viena un tā pati strāva plūst caur trim komponentiem, kas ir i 2.
Izmantojot Ohma likumu, katras sastāvdaļas spriegums ir
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)
Saskaņā ar Kirhofa likumu
V 2 = 10i 2 + 5 (i 1 + i 2) 25 = 5i 1 + 15i 2 5 = i 1 + 3i 2….. (Vienādojums: 2)
Tātad, šeit ir divi vienādojumi: 5 = 7i 1 + 5i 2 un5 = i 1 + 3i 2.
Atrisinot šo divu vienādojumu, mēs
i 1 =.625A i 2 = 1.875A
Ķēde tālāk simulētā garšvielu instruments, lai novērtētu rezultātu.
Tieši tā pati shēma tiek atkārtota Orcad Pspice, un mēs iegūstam to pašu rezultātu
Trīs acu risināšana, izmantojot tīkla strāvas analīzi
Šeit ir vēl viens klasisks acs analīzes piemērs
Apsvērsim šo ķēdes tīklu. Izmantojot acs analīzi, mēs aprēķināsim trīs strāvas trīs acīs.
Iepriekš minētajam ķēdes tīklam ir trīs acis. Ir pieejams arī papildu pašreizējais avots.
Lai atrisinātu ķēžu tīklu acs analīzes procesā, Mesh-1 tiek ignorēts kā i 1, desmit ampēru strāvas avots atrodas ārpus ķēdes tīkla.
Mesh-2 V1, R1 un R2 ir savienoti virknē. Tātad viena un tā pati strāva plūst caur trim komponentiem, kas ir i 2.
Izmantojot Ohma likumu, katras sastāvdaļas spriegums ir
V 1 = 10 V
R1 un R2 gadījumā caur katru rezistoru plūst divas cilpas strāvas. R1 ir kopīgs komponents starp divām acīm, 1 un 2. Tātad strāva, kas plūst caur rezistoru R1, ir i 2 - i 2. Tāda pati kā R1, strāva caur rezistoru R2 ir i 2 - i 3.
Tāpēc spriegums pāri rezistoram R1
V R1 = (i 2 - i 1) x 3 = 3 (i 2 - i 1)
Un rezistoram R2
V R2 = 2 x (i 2 - i 3) = 2 (i 2 - i 3)
Saskaņā ar Kirhofa likumu
3 (i 2 - i 1) + 2 (i 2 - i 3) + 10 = 0 vai -3i 1 + 5i 2 = -10…. (Vienādojums: 1)
Tātad, i 1 vērtība jau ir zināma, kas ir 10A.
Norādot vērtību i 1 , var izveidot vienādojumu: 2.
-3i 1 + 5i 2 - 2i 3 = -10 -30 + 5i 2 - 2i 3 = -10 5i 2 - 2i 3 = 20…. (Vienādojums: 2)
Mesh-3 V1, R3 un R2 ir savienoti virknē. Tātad viena un tā pati strāva plūst caur trim komponentiem, kas ir i3.
Izmantojot Ohma likumu, katras sastāvdaļas spriegums ir
V 1 = 10 V V R2 = 2 (i 3 - i 2) V R3 = 1 xi 3 = i 3
Saskaņā ar Kirhofa likumu
i 3 + 2 (i 3 - i 2) = 10 vai, -2i 2 + 3i 3 = 10….
Tāpēc šeit ir divi vienādojumi: 5i 2 - 2i 3 = 20 un -2i 2 + 3i 3 = 10. Atrisinot šos divus vienādojumus, i 2 = 7.27A un i 3 = 8.18A.
Mesh analīze simulācija pspice uzrādīja tieši tādu pašu rezultātu, kā aprēķināts.
Šādi strāvu var aprēķināt cilpās un tīklos, izmantojot tīkla strāvas analīzi.