- Mesh og Nodal analyse
- Mesh gjeldende metode eller analyse
- Finne strøm i krets ved hjelp av Mesh Current Method
- Løse to masker ved hjelp av Mesh Current Analysis
- Løse tre masker ved hjelp av Mesh Current Analysis
Å analysere et kretsnettverk og finne ut strømmen eller spenningen er en tøff jobb. Det er imidlertid enkelt å analysere en krets hvis vi bruker riktig prosess for å redusere kompleksiteten. De grunnleggende analyseteknikkene for kretsnettverket er Mesh Current Analysis og Nodal Voltage Analysis.
Mesh og Nodal analyse
Mesh og nodal analyse har et spesifikt sett med regler og begrensede kriterier for å få det perfekte resultatet ut av det. For arbeid av en krets kreves det en eller flere spenninger eller strømkilder eller begge deler. Bestemmelse av analyseteknikk er et viktig skritt i å løse kretsen. Og det avhenger av antall spenninger eller strømkilder som er tilgjengelige i den spesifikke kretsen eller nettverkene.
Mesh-analyse avhenger av tilgjengelig spenningskilde, mens nodalanalyse avhenger av gjeldende kilde. Så, for enklere beregning og for å redusere kompleksiteten, er det et klokere valg å bruke nettanalyse der et stort antall spenningskilder er tilgjengelige. På samme tid, hvis kretsen eller nettverkene håndterer et stort antall nåværende kilder, er Nodal-analyse det beste valget.
Men hva om en krets har både spenning og strømkilder? Hvis en krets har et større antall spenningskilder og få antall strømkilder, er Mesh-analyse fortsatt det beste valget, men trikset er å endre strømkildene til en ekvivalent spenningskilde.
I denne opplæringen vil vi diskutere Mesh-analyse og forstå hvordan du bruker den i et kretsnettverk.
Mesh gjeldende metode eller analyse
For å analysere et nettverk med nettanalyse, må en viss betingelse oppfylles. Maskeanalysen gjelder bare for planleggerkretser eller nettverk.
Hva er en plan krets?
Planner krets er en enkel krets eller et nettverk som kan tegnes på en plan overflate der det ikke skjer noe kryss. Når kretsen trenger en crossover, er den en ikke-plan krets.
Bildet nedenfor viser en plan krets. Det er enkelt og ingen delefilter er til stede.
Nå under kretsen er en ikke-plan krets. Kretsen kan ikke forenkles ettersom det er crossover i kretsen.
Mesh-analyse kan ikke gjøres i ikke-plan krets, og det kan bare gjøres i plan krets. For å bruke Mesh-analyse er det noen få enkle trinn som kreves for å få sluttresultatet.
- Det første trinnet er å identifisere om det er en plan krets eller ikke-plan krets.
- Hvis det er en plan krets, må den forenkles uten overgang.
- Identifisere masker.
- Identifisere spenningskilden.
- Finne ut den nåværende sirkulasjonsstien
- Bruke Kirchoffs lov på rette steder.
La oss se hvordan nettanalyse kan være en nyttig prosess for kretsnivåanalyse.
Finne strøm i krets ved hjelp av Mesh Current Method
Ovennevnte krets inneholder to masker. Det er en enkel planleggerkrets der 4 motstander er til stede. Det første nettverket er opprettet ved hjelp av R1- og R3-motstander, og det andre nettverket er opprettet ved hjelp av R2, R4 og R3.
To forskjellige strømverdier strømmer gjennom hvert maske. Spenningskilden er V1. Sirkulasjonsstrømmen i hvert maske kan enkelt identifiseres ved hjelp av nettligningen.
For første maske er V1, R1 og R3 koblet i serie. Derfor deler de begge samme strøm som betegnes som den blå sirkulasjonsidentifikatoren som heter i1. For det andre nettet skjer nøyaktig det samme, R2, R4 og R3 deler samme strøm som også er betegnet som en blå sirkulasjonslinje, betegnet som i 2.
Det er et spesielt tilfelle for R3. R3 er en vanlig motstand mellom to masker. Det betyr at to forskjellige strømmer av to forskjellige masker strømmer gjennom motstanden R3. Hva blir strømmen på R3? Det er forskjellen mellom de to mesh- eller loopstrømene. Så strømmen som strømmer gjennom motstanden R3 er i 1 - i 2 .
La oss vurdere første maske-
Ved å anvende Kirchhoffs spenningslov er Spenningen til V1 lik spenningsforskjellen på R1 og R3.
Hva er nå spenningen på R1 og R3? I denne saken vil Ohms lov være veldig nyttig. I henhold til Ohms lov Spenning = Strøm x Motstand .
Så for R1 er spenningen i 1 x R 1 og for motstanden R3 vil den være (i 1 - i 2) x R 3
Derfor, i henhold til Kirchoffs spenningslov, V 1 = i 1 R 1 + R 3 (i 1 - i 2) ………..
For det andre nettet er det ingen spenningskilde til stede som V1 i det første nettet. I et slikt tilfelle, i henhold til Kirchhoffs spenningslov , er en potensiell forskjell på alle motstander i en lukket sløyfe seriekretsnettbane 0.
Så ved å anvende samme Ohms-lov og Kirchhoffs lov,
R 3 (i 1 - i 2)) + i 2 R 2 + i 2 R 4 = 0) ………..
Ved å løse ligning 1 og ligning 2 kan verdien til i1 og i2 identifiseres. Nå skal vi se to praktiske eksempler for å løse kretsløkkene.
Løse to masker ved hjelp av Mesh Current Analysis
Hva blir nettstrømmen til følgende krets?
Ovennevnte kretsnettverk er litt annerledes enn forrige eksempel. I forrige eksempel hadde kretsen en enkelt spenningskilde V1, men for dette kretsnettverket er det to forskjellige spenningskilder, V1 og V2. Det er to masker i kretsløpet.
For Mesh-1 er V1, R1 og R3 seriekoblet. Så, den samme strømmen strømmer gjennom de tre komponentene som er i 1.
Ved å bruke Ohms-loven er spenningen til hver komponent-
V 1 = 5V V R1 = i 1 x 2 = 2i 1
For R3 strømmer to sløyfestrømmer gjennom den, da dette er en delt komponent mellom to masker. Siden det er to forskjellige spenningskilder for forskjellige masker, er strømmen gjennom motstanden R3 i 1 + i 2.
Så, spenningen kl
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 koblet i serie. Så, den samme strømmen strømmer gjennom de tre komponentene som er i 2.
Ved å bruke Ohms-loven er spenningen til 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 ligningene, 5 = 7i 1 + 5i 2 og 5 = i 1 + 3i 2.
Ved å løse denne to ligningen får vi, i 1 =.625A i 2 = 1.875A
Den krets ytterligere simulerte i krydder verktøy for å evaluere resultatet.
Nøyaktig samme krets er replikert i Orcad Pspice, og vi får det samme resultatet
Løse tre masker ved hjelp av Mesh Current Analysis
Her er et annet klassisk Mesh analyseeksempel
La oss vurdere kretsnettverket nedenfor. Ved å bruke Mesh-analyse vil vi beregne de tre strømningene i tre masker.
Ovennevnte kretsnettverk har tre masker. En ekstra strømkilde er også tilgjengelig.
For å løse kretsnettverket i mesh-analyseprosessen ignoreres Mesh-1 som i 1, en ti Ampere-strømkilde er utenfor kretsnettverket.
I Mesh-2 er V1, R1 og R2 koblet i serie. Så, den samme strømmen strømmer gjennom de tre komponentene som er i 2.
Ved å bruke Ohms-loven er spenningen til hver komponent-
V 1 = 10V
For R1 og R2 strømmer to sløyfestrømmer gjennom hver motstand. R1 er en delt komponent mellom to masker, 1 og 2. Så strømmen som strømmer gjennom motstanden R1 er i 2 - i 2. Samme som R1, Strømmen gjennom motstanden R2 er i 2 - i 3.
Derfor er spenningen over motstanden R1
V R1 = (i 2 - i 1) x 3 = 3 (i 2 - i 1)
Og for motstanden 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 verdien av i 1 er allerede kjent som er 10A.
Ved å oppgi i 1- verdien 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 koblet i serie. Så, den samme strømmen strømmer gjennom de tre komponentene som er i3.
Ved å bruke Ohms-loven er spenningen til 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 å løse disse to ligningene, er jeg 2 = 7,27A og i 3 = 8,18A.
Den Mesh analyse simulering i pspice viste det samme resultat som beregnet.
Slik kan strøm beregnes i løkker og masker ved hjelp av Mesh Current Analysis.