Алгоритм розрахунку параметрів кола за методом вузлових потенціалів
1. В схемі визначається кількість вузлів.
2. Один з вузлів обирається з нульовим потенціалом, заземлений.
3. Визначаються відомі та не відомі потенціали вузлів.
4. За кількістю невідомих потенціалів складається система рівнянь, яка містить:
ліворуч – суми добутку провідності (яка підходить до І-го вузлу) на потенціал цього вузлу, та добутків провідності з інших вузлів (до І-го вузлу) на відповідну між ними провідність, що береться з протилежним знаком;
праворуч – пишеться струм, що підходе до І-го вузлу через добуток джерел Е.Р.С. на провідності у відповідних гілках, або додаток джерел струму.
5. Підставлення чисельних даних в рівняння дає рішення будь яким засобом.
Задано:
Треба скласти систему рівнянь для визначення та
.
На підставі першого закону Кірхгофа:
Позначимо та назвемо
|
В результаті одержуємо систему.
Примітка 3. В загальному випадку між першим та другим вузлами може бути кілько паралельнихгілок. Тоді слід розглядати як суму провідності цих гілок, які взято з протилежним знаком «-».
Використовуючи встановлену логіку складання рівнянь, замінимо їх систему для кіл, які містять:
три вузли n-вузлів
Далі, вирішуючи систему, знаходять потенціали вузлів, а потім визначають струми в гілках, що розшукують.
Алгоритм розрахунку:
§ Для визначення невідомих потенціалів складаємо систему рівнянь;
§ в середині схеми маркуємо напрям струмів за допомогою стрілок;
§ в залежності від кількості невідомих потенціалів складаємо відповідну кількість рівнянь -1. Один з вузлів позначаємо як нульовий (позначка елемента рівняння складає № вузла контуру до якого підходить елементи провідності. Якщо цифри однакові загальна сума провідності – позитивна, а якщо ні, сума провідності – негативна);
§ Після складання системи рівнянь визначаємо провідності що підходять до вузлів та струми, що входять та виходять з вузла;
§ Підставимо чисельні данні і вирішуємо систему відносно вузлових потенціалів.
§ Знаючи потенціали розраховуємо в гілках схеми.
4. Питання самоконтролю:
· Сформулювати 1-й закон Кірхгофа;
· Сформулювати 2-й закон Кірхгофа;
· Пояснити в чому суттєвість універсального метода розрахунку параметрів кола?
· Пояснити суттєвість застосування енергетичного балансу для визначення параметрів кола?
· Пояснити, як складаються рівняння енергетичного балансу?
· Пояснити призначення потенційної діаграми для аналізу досліджуваного контуру;
· Пояснити алгоритм побудови потенційної діаграми контуру;
· Пояснити суттєвість методу контурних струмів при аналізу схеми;
· Дати алгоритм застосування методу контурних струмів;
· В чому недолік визначення параметрів кола за допомогою метода контурних струмів;
· Пояснити суттєвість методу вузлових потенціалів;
· Дати алгоритм застосування методу вузлових потенціалів.