- Mesh og Nodal analyse
- Mesh nuværende metode eller analyse
- Finde strøm i kredsløb ved hjælp af Mesh Current Method
- Løsning af to masker ved hjælp af analyse af netstrøm
- Løsning af tre masker ved hjælp af analyse af netstrøm
At analysere et kredsløbsnetværk og finde ud af strømmen eller spændingen er et hårdt job. Det er dog let at analysere et kredsløb, hvis vi anvender den rigtige proces for at reducere kompleksiteten. De grundlæggende analyseteknikker for kredsløbsnetværk er Mesh Current Analysis og Nodal Voltage Analysis.
Mesh og Nodal analyse
Mesh og nodal analyse har et specifikt sæt regler og begrænsede kriterier for at få det perfekte resultat ud af det. Til bearbejdning af et kredsløb kræves en eller flere spændinger eller strømkilder eller begge dele. Bestemmelse af analyseteknik er et vigtigt skridt i at løse kredsløbet. Og det afhænger af antallet af spænding eller strømkilde, der er tilgængelig i det specifikke kredsløb eller netværk.
Mesh-analyse afhænger af den tilgængelige spændingskilde, mens nodalanalyse afhænger af den aktuelle kilde. Så for enklere beregning og for at reducere kompleksiteten er det et klogere valg at bruge mesh-analyse, hvor et stort antal spændingskilder er tilgængelige. På samme tid, hvis kredsløbet eller netværkene beskæftiger sig med et stort antal aktuelle kilder, er Nodal-analyse det bedste valg.
Men hvad hvis et kredsløb har både spændings- og strømkilder? Hvis et kredsløb har et større antal spændingskilder og få antal strømkilder, er Mesh-analyse stadig det bedste valg, men tricket er at ændre de aktuelle kilder til en ækvivalent spændingskilde.
I denne vejledning vil vi diskutere Mesh-analyse og forstå, hvordan man bruger det i et kredsløbsnetværk.
Mesh nuværende metode eller analyse
For at analysere et netværk med mesh-analyse skal en bestemt betingelse være opfyldt. Netanalysen finder kun anvendelse på planlægningskredsløb eller netværk.
Hvad er et plan kredsløb?
Planner kredsløb er et simpelt kredsløb eller netværk, der kan trækkes på en plan overflade, hvor der ikke sker nogen crossover. Når kredsløbet har brug for en crossover, er det et ikke-plan kredsløb.
Billedet nedenfor viser et plan kredsløb. Det er simpelt, og der er ingen crossover til stede.
Nu under kredsløb er et ikke-plan kredsløb. Kredsløbet kan ikke forenkles, da der er crossover i kredsløbet.
Mesh-analyse kan ikke udføres i det ikke-plane kredsløb, og det kan kun udføres i det plane kredsløb. For at anvende Mesh-analysen kræves der få enkle trin for at få slutresultatet.
- Det første trin er at identificere, om det er et plan kredsløb eller ikke-plan kredsløb.
- Hvis det er et plan kredsløb, skal det forenkles uden crossover.
- Identifikation af maskerne.
- Identifikation af spændingskilden.
- Find ud af den nuværende cirkulerende sti
- Anvendelse af Kirchoffs lov på rette steder.
Lad os se, hvordan Mesh Analysis kan være en nyttig proces til kredsløbsanalyse.
Finde strøm i kredsløb ved hjælp af Mesh Current Method
Ovenstående kredsløb indeholder to masker. Det er et simpelt planlægningskredsløb, hvor der er 4 modstande til stede. Det første maske oprettes ved hjælp af R1- og R3-modstande, og det andet maske oprettes ved hjælp af R2, R4 og R3.
To forskellige strømværdier strømmer gennem hvert maske. Spændingskilden er V1. Den cirkulerende strøm i hvert maske kan let identificeres ved hjælp af netligningen.
For det første maske er V1, R1 og R3 forbundet i serie. Derfor deler de begge den samme strøm, der betegnes som den blå cirkulerende identifikator kaldet i1. For det andet maske sker den nøjagtige samme ting, R2, R4 og R3 deler den samme strøm, som også er betegnet som en blå cirkulerende linje, betegnet som i 2.
Der er et specielt tilfælde til R3. R3 er en fælles modstand mellem to masker. Det betyder, at to forskellige strømme med to forskellige masker strømmer gennem modstanden R3. Hvad bliver strømmen på R3? Det er forskellen mellem de to mesh- eller loopstrømmer. Så strømmen, der strømmer gennem modstanden R3, er i 1 - i 2 .
Lad os overveje første maske-
Ved at anvende Kirchhoffs spændingslov er spændingen i V1 lig med spændingsforskellen på R1 og R3.
Hvad er nu spændingen på R1 og R3? I denne sag vil Ohms lov være meget nyttigt. I henhold til ohmsloven Spænding = Strøm x Modstand .
Så for R1 er spændingen i 1 x R 1 og for modstanden R3 vil den være (i 1 - i 2) x R 3
Derfor, ifølge Kirchoffs spændingslov, V 1 = i 1 R 1 + R 3 (i 1 - i 2) ………..
For det andet maske er der ingen spændingskilde til stede som V1 i det første maske. I et sådant tilfælde er de potentielle forskelle mellem alle modstande i henhold til Kirchhoffs spændingslov i en lukket kredsløbsserie netværkssti 0.
Så ved at anvende den samme Ohms-lov og Kirchhoffs lov,
R 3 (i 1 - i 2)) + i 2 R 2 + i 2 R 4 = 0) ………..
Ved at løse ligning 1 og ligning 2 kan værdien af i1 og i2 identificeres. Nu vil vi se to praktiske eksempler til løsning af kredsløbene.
Løsning af to masker ved hjælp af analyse af netstrøm
Hvad bliver netstrømmen i det følgende kredsløb?
Ovenstående kredsløbsnetværk er lidt anderledes end det foregående eksempel. I det foregående eksempel havde kredsløbet en enkelt spændingskilde V1, men for dette kredsløbsnetværk er der to forskellige spændingskilder, V1 og V2. Der er to masker i kredsløbet.
For Mesh-1 er V1, R1 og R3 forbundet i serie. Så den samme strøm flyder gennem de tre komponenter, som er i 1.
Ved at bruge ohmsloven er spændingen for hver komponent-
V 1 = 5V V R1 = i 1 x 2 = 2i 1
For R3 strømmer to sløjfestrømme gennem den, da dette er en delt komponent mellem to masker. Da der er to forskellige spændingskilder til forskellige masker, er strømmen gennem modstanden R3 i 1 + i 2.
Så spændingen ved
V R3 = (i 1 + i 2) x 5 = 5 (i 1 + i 2)
I henhold til Kirchhoffs lov, V 1 = 2i 1 + 5 (i 1 + i 2) 5 = 7i 1 + 5i 2 ……. (Ligning: 1)
, V2, R2 og R3 er forbundet i serie. Så den samme strøm flyder gennem de tre komponenter, som er i 2.
Ved at bruge ohmsloven er spændingen for hver komponent-
V 1 = 25V V R2 = i 2 x 10 = 10i 2 V R3 = (i 1 + i 2) x 5 = 5 (i 1 + i 2)
I henhold til Kirchhoffs lov, V 2 = 10i 2 + 5 (i 1 + i 2) 25 = 5i 1 + 15i 2 5 = i 1 + 3i 2 ….. (ligning: 2)
Så her er de to ligninger, 5 = 7i 1 + 5i 2 og 5 = i 1 + 3i 2.
Ved at løse denne to ligning får vi, i 1 =.625A i 2 = 1.875A
Den kredsløb yderligere simuleret i krydderi værktøj til at vurdere resultatet.
Det nøjagtige samme kredsløb replikeres i Orcad Pspice, og vi får det samme resultat
Løsning af tre masker ved hjælp af analyse af netstrøm
Her er et andet klassisk Mesh-analyseeksempel
Lad os overveje nedenstående kredsløbsnetværk. Ved at bruge Mesh-analyse beregner vi de tre strømme i tre masker.
Ovenstående kredsløbsnetværk har tre masker. En yderligere strømkilde er også tilgængelig.
For at løse kredsløbsnetværket i mesh-analyseprocessen ignoreres Mesh-1 som i 1, en strømkilde på ti ampere er uden for kredsløbsnetværket.
I Mesh-2 er V1, R1 og R2 forbundet i serie. Så den samme strøm flyder gennem de tre komponenter, som er i 2.
Ved at bruge ohmsloven er spændingen for hver komponent-
V 1 = 10V
For R1 og R2 strømmer to loopstrømme gennem hver modstand. R1 er en delt komponent mellem to masker, 1 og 2. Så strømmen, der strømmer gennem modstanden R1, er i 2 - i 2. Samme som R1, Strømmen gennem modstanden R2 er i 2 - i 3.
Derfor er spændingen over modstanden R1
V R1 = (i 2 - i 1) x 3 = 3 (i 2 - i 1)
Og for modstanden R2
V R2 = 2 x (i 2 - i 3) = 2 (i 2 - i 3)
I henhold til Kirchhoffs lov, 3 (i 2 - i 1) + 2 (i 2 - i 3) + 10 = 0 eller -3i 1 + 5i 2 = -10…. (Ligning: 1)
Så værdien af jeg 1 er allerede kendt som er 10A.
Ved at angive i 1- værdien kan ligning: 2 dannes.
-3i 1 + 5i 2 - 2i 3 = -10 -30 + 5i 2 - 2i 3 = -10 5i 2 - 2i 3 = 20…. (Ligning: 2)
I Mesh-3 er V1, R3 og R2 forbundet i serie. Så den samme strøm flyder gennem de tre komponenter, som er i3.
Ved at bruge ohmsloven er spændingen for hver komponent-
V 1 = 10V V R2 = 2 (i 3 - i 2) V R3 = 1 xi 3 = i 3
I henhold til Kirchhoffs lov, i 3 + 2 (i 3 - i 2) = 10 eller, -2i 2 + 3i 3 = 10….
Derfor er her to ligninger, 5i 2 - 2i 3 = 20 og -2i 2 + 3i 3 = 10. Ved at løse disse to ligninger er i 2 = 7,27A og i 3 = 8,18A.
The Mesh analyse simulering i pspice viste præcis samme resultat som beregnet.
Sådan kan strøm beregnes i sløjfer og masker ved hjælp af Mesh Current Analysis.