- Tinklo ir mazgo analizė
- Tinklo tinklo metodas arba analizė
- Srovės radimas grandinėje naudojant tinklo srovės metodą
- Dviejų tinklelių sprendimas naudojant tinklo srovės analizę
- Trijų tinklelių sprendimas naudojant tinklo srovės analizę
Grandinės tinklo analizė ir srovės ar įtampos nustatymas yra sunkus darbas. Tačiau analizuoti grandinę bus lengva, jei taikysime tinkamą procesą, kad sumažintume sudėtingumą. Pagrindiniai grandinių tinklo analizės metodai yra tinklo srovės analizė ir mazgų įtampos analizė.
Tinklo ir mazgo analizė
Tinklo ir mazgų analizė turi tam tikrą taisyklių rinkinį ir ribotus kriterijus, kad gautų geriausią rezultatą. Grandinės veikimui reikalingas vienas ar keli įtampos ar srovės šaltiniai arba abu. Analizės technikos nustatymas yra svarbus žingsnis sprendžiant grandinę. Ir tai priklauso nuo įtampos ar srovės šaltinio, esančio konkrečioje grandinėje ar tinkluose, skaičiaus.
Tinklo analizė priklauso nuo galimo įtampos šaltinio, o mazgų analizė - nuo srovės šaltinio. Taigi, norint paprasčiau apskaičiuoti ir sumažinti sudėtingumą, protingiau pasirinkti tinklo analizę, kai yra daug įtampos šaltinių. Tuo pačiu metu, jei grandinė ar tinklai susiduria su daugybe srovės šaltinių, tada mazgų analizė yra geriausias pasirinkimas.
Bet ką daryti, jei grandinėje yra įtampos ir srovės šaltiniai? Jei grandinėje yra didesnis įtampos šaltinių skaičius ir nedaug srovės šaltinių, vis tiek tinklinė tinklo analizė yra geriausias pasirinkimas, tačiau gudrybė yra pakeisti srovės šaltinius į lygiavertį įtampos šaltinį.
Šioje pamokoje aptarsime tinklo analizę ir suprasime, kaip ją naudoti grandinės tinkle.
Tinklo tinklo metodas arba analizė
Norint išanalizuoti tinklą su tinklo analize, reikia įvykdyti tam tikrą sąlygą. Tinklo analizė taikoma tik planavimo grandinėms ar tinklams.
Kas yra plokštuminė grandinė?
Planavimo grandinė yra paprasta grandinė ar tinklas, kurį galima nupiešti ant plokštumos paviršiaus, kuriame nevyksta kryžminimas. Kai grandinei reikia kryžminimo, tai yra neplaninė grandinė.
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta plokštuminė grandinė. Tai paprasta ir nėra jokio krosoverio.
Dabar žemiau grandinės yra neplaninė grandinė. Grandinės negalima supaprastinti, nes grandinėje yra kryžminimas.
Tinklo analizės negalima atlikti neplaninėje grandinėje ir tai galima padaryti tik plokštuminėje grandinėje. Norint pritaikyti tinklelio analizę, norint gauti galutinį rezultatą, reikia atlikti kelis paprastus veiksmus.
- Pirmiausia reikia nustatyti, ar tai plokščioji, ar neplaninė grandinė.
- Jei tai yra plokštuminė grandinė, ją reikia supaprastinti be jokio kryžminimo.
- Tinklų nustatymas.
- Įtampos šaltinio nustatymas.
- Sužinoti dabartinį cirkuliacijos kelią
- Taikant Kirchoffo įstatymą tinkamose vietose.
Pažiūrėkime, kaip tinklo analizė gali būti naudingas grandinės lygio analizės procesas.
Srovės radimas grandinėje naudojant tinklo srovės metodą
Pirmiau pateiktoje grandinėje yra dvi akys. Tai paprasta planuotojo grandinė, kurioje yra 4 rezistoriai. Pirmasis tinklelis sukurtas naudojant R1 ir R3 rezistorius, o antrasis tinklelis sukurtas naudojant R2, R4 ir R3.
Per kiekvieną tinklą teka dvi skirtingos srovės vertės. Įtampos šaltinis yra V1. Kiekvieno tinklo cirkuliuojančią srovę galima lengvai nustatyti naudojant tinklo lygtį.
Pirmojo tinklo atveju V1, R1 ir R3 sujungiami nuosekliai. Todėl jie abu turi tą pačią srovę, kuri žymima kaip mėlynas cirkuliuojantis identifikatorius, vadinamas i1. Antrojo tinklo atveju vyksta tas pats dalykas, R2, R4 ir R3 turi tą pačią srovę, kuri taip pat žymima kaip mėlyna cirkuliuojanti linija, žymima kaip i 2.
Yra specialus R3 atvejis. R3 yra bendras rezistorius tarp dviejų akių. Tai reiškia, kad per rezistorių R3 teka dvi skirtingos dviejų skirtingų tinklų srovės. Kokia bus R3 srovė? Tai skirtumas tarp dviejų tinklelio ar kilpos srovės. Taigi srovė, tekanti per rezistorių R3, yra i 1 - i 2 .
Apsvarstykime pirmą tinklelį-
Taikant Kirchhoffo įtampos dėsnį, V1 įtampa yra lygi R1 ir R3 įtampos skirtumui.
Dabar kokia yra R1 ir R3 įtampa? Šiuo atveju Ohmo įstatymai bus labai naudingi. Pagal Ohmo įstatymą Įtampa = srovė x varža .
Taip, R1 įtampa yra i 1 x R 1 ir rezistoriui R3, ji bus (i 1 - i 2) x R 3
Todėl pagal Kirchoffo įtampos įstatymą
V 1 = i 1 R 1 + R 3 (i 1 - i 2) ………..
Antrojo tinklo atveju nėra įtampos šaltinio, tokio kaip V1, pirmame tinkle. Tokiu atveju, kaip numatyta Kirchhoffo įtampos dėsnyje, uždarojo ciklo serijinės grandinės tinklo kelyje visų rezistorių galimi skirtumai yra lygūs 0.
Taigi, taikant tą patį Ohmo įstatymą ir Kirchhoffo įstatymą,
R 3 (i 1 - i 2)) + i 2 R 2 + i 2 R 4 = 0) ………..
Išsprendus 1 ir 2 lygtis, galima nustatyti i1 ir i2 reikšmę. Dabar pamatysime du praktinius pavyzdžius, kaip išspręsti grandinės kilpas.
Dviejų tinklelių sprendimas naudojant tinklo srovės analizę
Kokia bus šios grandinės tinklo srovė?
Aukščiau pateiktas grandinės tinklas šiek tiek skiriasi nuo ankstesnio pavyzdžio. Ankstesniame pavyzdyje grandinė turėjo vieną įtampos šaltinį V1, tačiau šiame grandinės tinkle yra du skirtingi įtampos šaltiniai - V1 ir V2. Schemoje yra dvi akys.
„Mesh-1“, V1, R1 ir R3 yra sujungiami nuosekliai. Taigi ta pati srovė teka per tris komponentus, kurie yra i 1.
Taikant omo dėsnį, kiekvieno komponento įtampa yra
V 1 = 5 V V R1 = i 1 x 2 = 2i 1
R3 atveju per jį teka dvi kilpos srovės, nes tai yra bendras dviejų akių komponentas. Kadangi skirtingiems tinklams yra du skirtingi įtampos šaltiniai, srovė per rezistorių R3 yra i 1 + i 2.
Taigi, įtampa esant
V R3 = (i 1 + i 2) x 5 = 5 (i 1 + i 2)
Pagal Kirchhoffo įstatymą, V 1 = 2i 1 + 5 (i 1 + i 2) 5 = 7i 1 + 5i 2 ……. (Lygtis: 1)
, V2, R2 ir R3 jungiami nuosekliai. Taigi ta pati srovė teka per tris komponentus, tai yra i 2.
Taikant omo dėsnį, kiekvieno komponento įtampa yra
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)
Pagal Kirchhoffo įstatymą, V 2 = 10i 2 + 5 (i 1 + i 2) 25 = 5i 1 + 15i 2 5 = i 1 + 3i 2 ….. (Lygtis: 2)
Taigi, čia yra dvi lygtys: 5 = 7i 1 + 5i 2 ir5 = i 1 + 3i 2.
Išsprendę šią dvi lygtis, i 1 =.625A i 2 = 1.875A
Grandinė toliau modeliuojamas prieskonių įrankis įvertinti rezultatą.
Tą pačią grandinę pakartoja „Orcad Pspice“ ir gauname tą patį rezultatą
Trijų tinklelių sprendimas naudojant tinklo srovės analizę
Čia yra dar vienas klasikinis tinklelio analizės pavyzdys
Apsvarstykime žemiau pateiktą grandinės tinklą. Naudodami tinklo analizę, mes apskaičiuosime tris sroves trimis akimis.
Pirmiau pateiktame grandinės tinkle yra trys akys. Taip pat yra papildomas srovės šaltinis.
Norint išspręsti grandinės tinklą tinklo analizės procese, Mesh-1 nepaisoma, nes i 1, dešimties amperų srovės šaltinis yra už grandinės tinklo.
„Mesh-2“ sistemoje V1, R1 ir R2 yra sujungti nuosekliai. Taigi ta pati srovė teka per tris komponentus, tai yra i 2.
Taikant omo dėsnį, kiekvieno komponento įtampa yra
V 1 = 10 V
R1 ir R2 atveju per kiekvieną rezistorių teka dvi kilpos srovės. R1 yra bendras komponentas tarp dviejų akių, 1 ir 2. Taigi srovė, tekanti per rezistorių R1, yra i 2 - i 2. Tas pats kaip R1, srovė per rezistorių R2 yra i 2 - i 3.
Todėl įtampa per rezistorių R1
V R1 = (i 2 - i 1) x 3 = 3 (i 2 - i 1)
Ir rezistoriui R2
V R2 = 2 x (i 2 - i 3) = 2 (i 2 - i 3)
Pagal Kirchhoffo įstatymą, 3 (i 2 - i 1) + 2 (i 2 - i 3) + 10 = 0 arba -3i 1 + 5i 2 = -10…. (Lygtis: 1)
Taigi, i 1 reikšmė jau yra žinoma, kuri yra 10A.
Pateikiant i 1 reikšmę, galima suformuoti lygtį: 2.
-3i 1 + 5i 2 - 2i 3 = -10 -30 + 5i 2 - 2i 3 = -10 5i 2 - 2i 3 = 20…. (Lygtis: 2)
„Mesh-3“ sistemoje V1, R3 ir R2 yra sujungti nuosekliai. Taigi ta pati srovė teka per tris komponentus, tai yra i3.
Taikant omo dėsnį, kiekvieno komponento įtampa yra
V 1 = 10 V V R2 = 2 (i 3 - i 2) V R3 = 1 xi 3 = i 3
Pagal Kirchhoffo įstatymą, i 3 + 2 (i 3 - i 2) = 10 arba, -2i 2 + 3i 3 = 10….
Todėl čia yra dvi lygtys: 5i 2 - 2i 3 = 20 ir -2i 2 + 3i 3 = 10. Išsprendę šias dvi lygtis, i 2 = 7,27A ir i 3 = 8,18A.
Tinklelis analizė modeliavimas PSpice parodė tą patį rezultatą, kaip apskaičiuojamas.
Taip galima apskaičiuoti srovę kilpomis ir tinklais, naudojant tinklo srovės analizę.