전기 회로 Troubleshooting를 위한 주된 메시 분석

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메쉬 분석의 기초

메쉬는 무엇입니까?

메시는 그것 안쪽에 다른 어떤 반복도 포함하지 않는 닫히는 반복입니다. 평면 회로 (단선 없이 1 그려)에서는, 각 “창판” 메시입니다. 예를 들면, 시리즈와 전압 근원에 있는 2개의 저항기를 가진 회로는 1개의 메시를 형성합니다; 평행한 분지를 추가하십시오. IDifying 메시는 독립적인 방정식을 쓰기를 위한 첫번째 단계입니다.

Kirchhoff의 메쉬의 전압 법

KVL는 모든 닫히는 반복 동등한 0의 주위에 모든 전압 하락의 algebraic 합계가 있다는 것을 국가. 메시 분석에서는, 당신은 선택된 방향 (보통방향)에 있는 반복을 가로질러 합계 전압 이익 (긍정) 및 하락 (정확한) 떨어뜨리고, 근원 및 다른 성분을 교차합니다. 결과는 각 메시를 위한 선형 방정식입니다. 체계는 불용한 메시 현재를 산출합니다.

KVL의 더 깊은 리뷰를 위해 Khan Academy의 KVL 튜토리얼를 참조하십시오.

단계별 ‐Step Procedure for Performing Mesh Analysis

단계 1: Identify와 상표 모든 메시

회로 schematic에서, 각 독립적인 메시를 개요하십시오. 각 반복 안쪽에 시계 방향으로 가깝게 사용하십시오. M] 1, M]2, ... ]Mn]]]를 상표를 붙입니다. 회로가 n] 메쉬를 포함하면 [LT:7]]] ]]] ]]]를 쓸 것입니다.

단계 2: 할당 메시 현재

현재 변수 할당 (I1, ]I]2, ... ]])각 메쉬. 컨벤션에 의해, 메쉬 전류는 항상 화살표 방향에 흐릅니다. 실제 지점 전류는 인접한 메쉬 전류의 대뇌 정상입니다.

단계 3: 각 메시를 위한 KVL 동등한 것 쓰기

메쉬 1의 경우, 그것의 경로에 모든 구성 요소에 걸쳐 전압 방울을 요약합니다. 저항기를 위해, 그 저항기 (무엇을 포함할 수 있는 그것의 저항기에서 기여를 포함할지도 모르다)를 통해 옴의 법. 전압 소스를 위해, 적당한 극성 (-에서 이동하면 – +)를 가진 근원 전압을 추가하십시오. 합계를 0에 놓으십시오.

Example (]]R]1, R2, R]]3 및 전압 소스 V):[FLTLT:10]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]:2:2]:2:2:2::2:2:2:2:2:2:2]]]]:2:2:2:2:2

단계 4: 동등한 체계 해결

이제 선형 방정식의 세트가 있습니다. 대용암, 모체 방법 (Cramer의 규칙) 또는 계산기를 사용하여 그들을 해결하십시오. 결과는 각 메쉬 전류를 amperes에서 제공합니다.

5 단계 : 지점 전류 및 노드 전압 계산

메쉬 전류를 사용하여 모든 구성품을 통해 실제 전류를 결정합니다. 공유 저항기, 지점 전류 = I]1 - ]I]2 (또는 방향에 따라). 그런 다음 각 저항기 및 노드 전압을 가로 질러 접지에 따라 전압을 계산합니다.

단계 6: 예상 또는 측정 값과 계산된 값 비교

결함 회로 (다중계를 사용하는)에서 실제 전압과 현재 독서를 가지고 갑니다. 분석 결과와 비교하십시오. 2 A를 나르는 분지와 같은 불쾌한 편차 그러나 특정한 결함 위치에 0 A 점을 보여줍니다.

Troubleshooting에서 메시 분석 사용하기: 실제적인 보기

예제 1: 저항기 지점의 개방 회로

3 메쉬 전원 공급 회로를 고려하십시오. 메쉬 분석 수행 후 100 Ω 피드백 저항기를 통해 50 mA를 기대합니다. 멀티 미터는 0 mA를 읽습니다. Re ‐examine 메쉬 방정식 : 저항기가 열면, 실제 전류는 0이 될 것이며, 메쉬 전류는 redistribute가됩니다. 측정 및 계산 된 전류를 비교하면 저항기가 열렬한이없는 개방형 구성 요소가 확인 할 수 있습니다. [[FLT : 0]] 모든 분석은 다음과 같습니다.[FLT :][FLT :]]][FLT :]]][FLT :]]]][FLT :]]]]][FLT :]]]]]]]]][[[FLT :]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

예제 2 : 단락 구성 요소 건너

짧은 용량은 용량을 포함하는 메쉬에 비정상적인 높은 전류로 자체를 나타냅니다. 분석은 필터 지점에서 10mA를 예측하지만 200mA를 측정합니다. 그 지점에서 짧은 0-ohm과 메쉬 방정식을 처리하는 것은 훨씬 더 높은 전류를 산출합니다. 잡화는 짧은 것을 확인합니다. 메쉬 분석은 또한 여러 의심의 여지없이 구성 요소가 존재하면 구성 요소를 단축 할 수 있습니다.

예 3 : 결함 전압 소스

정격 값 (예를들면, 15 V 대신 12 V)의 전압 소스가 낮은 경우, 각 메쉬 전류는 비례적으로 낮을 것입니다. 실제 측정 된 소스 전압으로 메쉬 방정식을 해결하면 결함 판독과 일치 할 수 있습니다. 이것은 루트 원인으로 소스를 확인, 이차 로딩 효과.

일반적인 Pitfalls 및 Them을 방지하는 방법

잘못된 현재 방향 할당

메쉬 전류를 할당하면 KVL 방정식에서 오류를 표시 할 수 있습니다. 모든 메쉬에 대한 시계 방향 화살표를 사용합니다] 획일한 협약을 유지하기 위해. 방향을 반전해야하는 경우, 명확하게 변경 및 표시를 조정합니다.

전압 드롭에 오류를 표시

저항기의 경우, 전압 강하는 positive] 메쉬 전류가 음단에 긍정적 인 때 (가로 방향). 반대 방향으로 방해 메쉬 전류 흐름을 중화하면 순 전류는 차이입니다. 더블 체크 각 용어 : R·I[LT:][LT:][LT:]][LT:]][LT:]]][LT:7]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][FLT:[FLT:[FLT:[FLT:]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

Dependent Sources에 대한 계정으로의 전환

의 의존 소스 (예를들면 전압 조절 전압 소스)와 회로는 메쉬 전류에 제어 변수를 리레이트하는 추가 제약 방정식을 요구합니다. 이 수율은 언더드 시스템의 수율을 무시합니다. 해결하기 전에 메쉬 전류의 기능으로 의존 소스의 값을 포함하십시오.

고급 기술: 의존하는 근원을 가진 메시 분석

회로가 의존하는 소스가 들어있을 때, KVL 방정식을 작성하면서 독립적 인 소스로 치료하지만 회로 전류 또는 전압의 측면에서 가치를 표현하십시오. 예를 들어, 현재 제어 전압 소스를 이득 k (V = ]]k]·]Ix]x)는 현재의 방식에 따라 달라집니다. ]]]x]]]]는 다음과 같은 방식에 따라 달라집니다.

Mesh Analysis vs. 문제 해결을위한 Nodal Analysis

두 가지 방법에는 힘이 있습니다. 메쉬 분석은 회로가 많은 병렬 지점이나 현재 소스가 있기 때문에 현재에 직접 해결합니다. Nodal 분석은 많은 시리즈 요소 또는 전압 소스와 함께 더 잘 작동합니다. 문제 해결을 위해, 메쉬 분석은 현재 anomalies (개폐, 짧은, 하중 초과)로 가장 결함이 나타나기 때문에 종종 선호됩니다. 그러나 숙련 된 기술자가 tandem에서 모두 사용합니다. 예를 들어, 짧은, 다음 단락 분석이 단락된 전압을 확인하기 위해 메쉬 분석을 사용할 수 있습니다. [F]F] [F]] [F]]] [F]]] [F]]]] [F]]]] [F]]]]]] [F]]]]]] [F]]]]] [F]]]]] [F]] [F]] [F] [F] [F]]] [F] [F]]]] [F]]]]] [F] [F] [F]]]]]] [F] [F] [F] [F] [F] [F]]]] [F]]]] [F] [F]]]

효율적인 문제 해결을위한 실용적인 팁

  • Always는 분석 시작하기 전에 정확한 회로도를 그리십시오. 모든 구성 요소 값과 연결을 포함하십시오. 작은 초안 오류는 혼란의 시간에 지도할 수 있습니다.
  • 사용합성 툴 대형 시스템용. A+SPICE 시뮬레이션 또는 매트릭스 솔더(예: MATLAB, Python NumPy)은 초에 10~mesh 방정식을 해결할 수 있습니다. 이 도구로 손 계산을 검증합니다.
  • Measure and compare incrementally. 회로가 복잡하다면, 프로브 키 노드는 먼저 (예를들면, 레일, 중요한 신호 경로)를 공급합니다. 그 노드에서 전압을 예측하고 신속하게 확인하기 위해 메쉬 분석 결과를 사용합니다.
  • 분말 분석이 특정 메쉬에 의심스러운 전류를 보여 주면, 일시적으로 지점을 분리 (안전한 경우) 및 재 측정을 방해합니다. 극적인 변화는 결함을 확인합니다.
  • Keep a troubleshooting log 의 측정된 대의 계산 값은 각 구성 요소에 대한 계산 값입니다. 패턴 (예:, 하나의 메쉬의 모든 전류는 꼬임) 진단을 가속.
  • 간단한 연속성 검사와 메쉬 분석 결합. 개방 회로는 메쉬에서 0 전류를 표시 할 것입니다; 짧은 과도한 전류를 표시 할 것입니다. 방정식은 정확히 얼마나 초과하는지 정량화합니다.

관련 기사

메시 분석은 헥타르의 제곱미터로 제곱미터로 변환합니다. 계산된 분기 전류와 전압을 실제 측정으로 비교하면, 짧은 커패시터, 실패한 소스 또는 끊긴 추적을 갖추게 됩니다. KVL, 서명 컨벤션 및 방정식 해결을 마스터하면, 각 시간마다 짧게 커패시터, 실패한 소스, 또는 끊긴 추적을 제거할 수 있습니다. 더 많은 연구에 대해서는, LT(LT) 분석, LT(F) 분석, LT(F) 분석, LT(F) 분석, LT(F) 분석, LT(F) 분석, LT(F(F) 분석) 분석, LT(F(F) 분석) 분석(F) 분석(F) 분석(F) 분석), LT(F(F(F) 분석) 분석(F(F(F) 분석), LT(F(F) 분석(F(F) 분석(F) 분석) 분석(F) 분석(F) 분석(F) 분석) 분석) 분석(F) 분석) 분석) 분석(F(F) 분석(F(F(