什么是网状分析:程序及其示例

在域名电子产品,分析甚至是简单的电路更为重要。用于分析简单电路,原则如Kirchhoff的电压和Kirchhoff的现行法律使用。虽然在具有多种受控电压和电流源的复杂电路的情况下,但必须具有额外的工具以及KVL和KCL定律。只有KVL和KCL原则,分析结果不准确,也不可靠。因此,要使用精确的分析并了解这些电路中的变量,必须实现网格和节点等方法。利用这些方法,可以容易地知道诸如电流和电压的变量。让我们清楚地了解了这篇文章中的网格分析,超级网格分析。

什么是网状分析?

网格被认为是电路内没有其他环路的循环。这里,网状电流用作电流地代替电流的变量,以便找出整个电路分析。因此,该技术需要最小数量的方程来解决。使用Kirchhoff的电压法在电路中实现网格分析,以了解未知的电流值。


这也称为网状电流环路技术。在此之后,电压值也可以通过实施欧姆法的实施。分支被认为是它连接两个节点的路径,并且它包括在电路元件中。当网格仅由一个分支组成时,然后分支电流被称为网状电流。虽然当网格由两个分支组成时,但是当它们在类似或相反的路径中时,网格电流被认为是两种网格循环的总和或差异。

脚步

  • 在知道电路的变量时,存在用于实现网格分析的过程,并且可以解释步骤如下:
  • 在第一阶段,找出网格,并以逆时针或顺时针方向标记网状电流。
  • 调查流过对应于网状电流的每个元素的电流流量。
  • 写下观察到的网格的所有网格方程。通过应用Kirchhoff的法律来编写网格方程,然后通过申请欧姆法律来编写
  • 找出网格潮流,根据步骤3解决观察到的网格方程。
  • 由此,通过应用网格电流可以通过电路中的每个元件上的电流和电压值流。

在网格分析中设置方程的一般形式

在识别电路中的网格时,每个都由一个方程组成。等式是网眼电流的整个环路中的电压降的总数。在电路的情况下,具有超过电压和电流的电路,电压降被认为是阻抗乘以特定环网电流的电路。

当电压源存在内部到环路时,则基于该条件,可以在源处存在的电压基于丢失电压或该网格的电压的增加而加压或减去。但在当电流源不在网格之间的条件下,网格电流将基于网眼电流源方向考虑源的负值或正值。

网眼电流方法

利用以下电路,可以容易地知道网格电流方法分析。在电路中,沿顺时针方向施加环路电流I1和I2


根据环电流的方向,在电阻R1,R2和R3处发生电压降的极性。这里,I1和I2电流具有相反的电流流路,因为电阻器R2共享环路。

因此,可以知道电压的极性。虽然在实际情况下,R2可以分为两个阶段,但是循环电流特别适用于分析应用。由于它们是恒定的,对电压源的极性没有影响。

在Kirchhoff的电压法应用后,可以写入以下两个等式

R2(I1 - I2)+ R1i1 = V1 - 源自循环1

R2(I2 - I1)+ R1i2 = -V2 - 源自循环2

上述等式中的类似术语组合而在布置上,相同的术语在每个方程中出现在相似的位置。当已知循环电流时,可以评估分支电流。重新排列的方程是:

I1(R1 + R2) - I2R2 = V1 - 用于循环1

-i1r2 +(r2 - r3)i3 = -v2 - 用于循环2

网格分析解决了问题

本节显示了解决的例子使用网状电流方法找到电路中的电流

在下面的电路中,通过网眼分析方法找出通过15安培电流源的电压量。提供了所有的来源

网格分析找到电压
网格分析找到电压

根据电路,使用并联电阻有机会将电压源改变为电流。为此,电阻串联与电压源串联,电阻应具有与电压源相同的值,电压是

vs = ISRS = 4 * 4 = 16V

找出循环的分支电流(I1和I2),并在循环中表示当前流动方向。

分配分支电流
分配分支电流

然后,对于每个网格(循环),应用KVL法

网格 - 1

Vx - (I1 - I2) - 18 = 0

在这里,i1 = 15

所以,Vx +(6 * I2)= 90

网格 - 2

18 - 6(I2 - I1) - 4 * I2 - 16 = 0

I2 = 78/10.

= 7.8安培

根据网格-1方程

Vx = 90 - 44.4

Vx = 45.6 V

这是解决的例子使用网眼电流分析来解决两个网格

在这里,我们需要找出电压和分支电流。考虑以下电路。

网格当前方法跨三个网格
网格当前方法跨三个网格

通过将KVL法应用于第一个循环,我们得到了

V1 - R2(I1 - I3) - R4(I1 - I2)= 0

4 - 2(I1) - 2(I3) - 4(I1) - 4(I2)= 0

-2(i3) - 6(i1)= 4

关于KVL法在第二个网格中的应用,我们得到了

-VC - R4(I2 - I1) - R3(I2 - I3)= 0

-vc = -4(i1)+ 6(i2) - 2(i3)= 0

作为i2 = -2a,我们得到了

-vc = -4(i1)-12 - 2(i3)= 0

关于KVL法在第三纤维的应用,我们得到了

-R1(I3) - R3(I3 - I2) - R2(I3 - I1)= 0

替代i2 = -2a

2(i1) - 8(i3)= 0

求解第一和第三网格方程,我们得到了

i1 = 4.46和i3 = -0.615

所以,VC = 28.61V

分支机电流是

IAC = I1 - I3

IAC = 5.075安培

这是解决的例子使用网眼电流分析解决三个网格

这些是通过网眼分析解决的样本实例。对这一概念的彻底分析允许我们解决复杂电路。

超级网格分析

对于巨大和复杂电路的分析,超级网格分析是与网格分析的最佳方法,因为在超级网格中,将有两个网格共享公共组件作为当前源。

优质导轨电路分析之后的替代技术是结节电路分析的替代技术,因为该方法通过关闭电压元件并最小化每个电压源的参考节点的数量来简化这些复电路。在超级网格分析中,电流源位于超级网格部分,因此可以能够将网格最小化,对于存在每个电流源。

当电路的允许电流源存在时,可能不考虑单个网格。另一方面,KVL仅用于改进电路中的这些网格。

让我们考虑一个超级网格分析的例子为了更好地理解。

使用超级网格分析,找出下面电路的V3,I1,I2和I3的值?

在KVL的应用到网格-1,我们得到了

10i1 + 80(I1 - I2)+ 30(I1 - I3)= 80

我们得到60i1 - 20i2 - 30i3 = 80

通过应用超级网格技术来网2和网格3,我们得到了

30 = 40i3 + 30(I3 - I1)+ 20(I2 - I1)

70i3 - 50i1 + 20i2 = 30

在超级网格中的各个电流源对应于预期的网状电流

15ix = I3 - I2

i3 = 15ix + I2

通过解决上述三个方程,我们得到了

I1 = 0.58安培,I2 = -6.16安培和I3 = 2.6安培

要找到v3,我们有v3 = i3 * r3,所以

V3 = 2.6 * 40 = 104V

网格分析使用

网格分析的前途使用是用于解决平面电路,以了解简单和复杂电路中的任何位置的当前值

其他用法是求解方程的正常计算是艰难的,需要更多的数学公式,而通过网格分析较少计算足够少。

网眼电流分析的其他用法是一个不平衡的小麦石桥。要了解这一点,请考虑以下示例

作为电阻器的比例,R1 / R4和R2 / R5不等于,我们可以理解,R3将存在一定量的电压和电流。如我们所知,通过普通系列并行技术的方法,解决这些类型的电路是复杂的,我们需要另一种方法来解决这个问题。

因此,在此方面,我们可以使用分支电流方法,但这种方法需要从IA到IA的六个电流,如果导致任何数量的等式。因此,这种复杂性可以很容易地减少网眼电流方法这只需要几个变量。

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