Elektrik Devre için Üste Taş Analizi

Bir devre amaçlandığı gibi çalışmayı durdurulduğunda, neden birbiriyle bağlantılı bileşenlerin bir araya getirilebilir. Meşru analizi, teoriye olan hataları belirlemeye yönelik sistematik, denklem tabanlı bir yaklaşım sunuyor, bir devre kapalı döngüler kırarak ve Kirchhoff'un gerilim Yasası (VL), teknisyenler mevcutları hesaplayabilir ve bunları tanımlayabilecek değerleri hesaplayabilir, kısaları veya başarısız parçalarla karşılaştırabilirler.Bu geniş çaplı kılavuzluk prosedürü, pratik sorun giderme örneklerine kırarak ve güvenilir bir teşhis aracı haline getirmek için gelişmiş ipuçları uygulayın.

Meş Analizlerinin Temelleri

Bir Meşru Nedir?

Bir ağ, içinde başka bir döngü içermiyor. Bir planlı devrede (biri telleri olmadan çizilir), her “windowpane” bir ağdır. Örneğin, iki dirençli bir ağ ile bir ağ oluşturabilir; paralel bir şube oluşturmak için ikinci bir ağ oluşturur.

Kirchhoff'un Ağlarında Gerç Yasası

KVL, tüm gerilimin kapalı döngünün sıfırına eşit olduğu anlamına gelir. Ağlama analizinde, seçilen bir yönde (genellikle saatli) ve gerilim kazançları (pozitif) ve damlalar (negative), çapraz dirençler, kaynaklar ve diğer öğeler olarak devre dışı bırakırsınız. Sonuç, sistem mevcut olmayan ağ akımları için lineer bir denklemdir.

KVL'nin daha derin bir incelemesi için, bakınız:0)Khan Akademisi KVL öğreticisi).

Step-byStep Prosedürü Gerçekleştirmek için

Adım 1: Tüm Meşruları Tanımlayın ve Etiket

Devre şematikinizde, her bağımsız ağ kümesini çizin.Bir saat olarak her döngü içinde bir ok kullanın. Etiket onları 1, [[Dönem:2.M)

Adım 2: Assign Me Currents

Mevcut bir değişken ([DÜ:0)I)[FONTD:2)[DÜDÜ:3))[DÜye ait olan ağların sayısı, s.

Adım 3: Her Bir Meşru için KVL Equations yazın

Meşru 1 için, tüm bileşenleri yoldaki gerilim azalır. Dirençler için, Ohm'in yasasını bu direnişçi aracılığıyla kullanarak (şuraya komşu ağlarından gelen katkıları da dahil edebilir) Doğru kutuplu kaynak gerilimi ekleyin (eğer sıfıra kadar)

[FONT=0)[[değiştir | kaynağı değiştir][değiştir | kaynağı değiştir)[değiştir | kaynağı değiştir)[değiştir | kaynağı değiştir)

Adım 4: Equations Sistemini Çözün

Şimdi doğrusal denklemlerin bir setine sahipsiniz. Altkuru, matris yöntemleri (Cramer'in kuralı) veya hesaplayıcısı kullanarak onları çözün. Sonuç, amperlerde mevcut her bir ağ geçidi sunar.

Adım 5: Mevcutlar ve Node Gerleri hesaplayın

Ağ akımlarını kullanarak, gerçek mevcut her bileşeni her bir bileşenle belirlenir. paylaşılan bir direnç için, şu anki = 03:0)I).1 – [[Dönetici:2)I)I[Dönetici, yöndeki, tersi, her bir direnişçi ve yerle ilgili gerilimler.

Adım 6: Beklemiş veya Önlemli Değerlerle Hesaplamalı Değerler

Gerçek gerilim ve mevcut okumaları hata devresinden alın (çok metrek) Onları analitik sonuçlarla karşılaştırın. Önemli sapmalar - 2 A taşımak için bir şube gibi, 0 A - belirli bir hata konumuna işaret edin.

Problemshooting'te Meşru Analiz: Pratik Örnekler

Örnek 1: Bir Direner Şubede Açık Devre

Üç boyutlu bir güç tedarik devresini düşünün.Geçmiş analizi yaptıktan sonra, 100 LOW geri bildirim dirençli olarak 50 mA'yı tekrar hesaplayın.Görüntü 0 mA. Re-examine the grid denklemleri: Eğer bu direnç varsa, gerçek bir ağ analizi örneği) yeniden dağıtılabilir.

Örnek 2: Kısa Bir Devre Bir Parça

Kısa bir kapasitör kendisini bu daldaki sıfır derece yüksek bir akım olarak ortaya çıkarır.Sesans analizinizin 10 mA filtre şubesinde tahmin ettiğini varsayın, ancak 200 mA. Recomputing the network denklemleri with a zero-ohm short in that şube res a short.

Örnek 3: Hatay Gerilim Kaynağı

Bir gerilim kaynağı, puanlanan değerinin altında düşerse (örneğin, 15 V yerine 12 V), her ağ mevcut, gerçek ölçütlü kaynak gerilimi ile ağ denklemleri çözerek, hata okumalarını sağlayan mevcutları verir.Bu, kaynağı ikincil bir yükleme etkisi olarak doğrular.

Ortak Pitfalls ve Them'dan Nasıl Kaçırmak

Incorrect Current Direction Assignments

Ağamet akımları çelişkili olarak KVL denklemlerinde hataları imzalamaya yol açıyor.ETHFLT:0)Her ağ için saatli oklar kullanıyor).Eğer bir yöne ters çevirmelisiniz, bir değişikliği net not ve işaretleri buna göre ayarlarsanız.

Gerilmede Hatalar

Bir direniş için, gerilim düşüşü şu andadır:0) Olumlu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Bağımlı Kaynaklar için Hesap Unutun

Bağımlı kaynaklarla devreler (örneğin, gerilim kontrollü gerilim kaynakları), mevcutları ağ geçidine kontrol eden ek bir kısıtlama denklemi gerektirir. Bu verimleri alttatermined sistemi görmezden gelir. bağımlı kaynağın değerini, çözümün önünde bir ağ akım işlevi olarak ekleyin.

Gelişmiş Teknikler: Bağımlı Kaynaklar ile Metrik Analiz

Bir devre bağımlı bir kaynak içerdiğinde, KVL denklemleri yazarken bağımsız bir kaynak olarak tedavi edin, ancak mevcut devreler veya gerilimler açısından değerini ifade eder. Örneğin, mevcut kontrollü bir gerilim kaynağı bir kazanç ile kullanılabilir.))).

Meşru Analiz vs. Nodal Analysis for Troubleshooting

Her iki yöntem de güçlü yönlerine sahiptir.Geçmiş analizi, devrenin birçok paralel şubesi veya mevcut kaynakları olduğunda daha kolaydır, çünkü doğrudan mevcut teknisyenler için çözülür. Nodal analizi, kısa sürede gerilimi onaylayarak, nodal analizleri genellikle tercih edilir çünkü çoğu hata, mevcut anomaliler (opens, kısalar, aşırı yüklemeler, overler) ile anlamlı bir karşılaştırma yapar[tr|profeksiyon yöntemlerine göre anlamlıdır.

Verimli Problemi Zorlama için Pratik İpuçları

  • [[D:0)Always, başlangıç analizinden önce doğru bir devre diyagramı çizer. Tüm bileşen değerleri ve bağlantıları içerir. Küçük bir taslak hata saatlerce karışıklıka yol açabilir.
  • [FONT=0) Hesaplamalı araçlar [DDDDDÜT:1) büyük sistemler için. A+ SPICE simülasyonu veya bir matrix çözücü (örneğin, MATLAB, Python NumPy) 10-mesh denklemlerini saniyede çözebilir. El hesaplarınızı mümkün olduğunda onaylayın.
  • [FONT=0)Measure ve büyüme ile karşılaştırır.[[Dönetici: 1) Devre karmaşıksa, ilk önce kilit düğümler (örneğin, tedarik rayları, kritik sinyal yolları). Bu düğümlerde gerilimleri tahmin etmek ve onları hızlı kontrol etmek için ağ analiz sonuçlarını kullanın.
  • [FONT:0) Hatayı rahatsız edici şubeler tarafından çözülür.[DÜDÜT:1] Eğer ağ analizi belirli bir ağda şüpheli bir akım gösterirse, bu şubeyi geçici olarak kapat (eğer güvenli) ve hataları onaylayın.
  • [FONT:0) Bir sorun giderme logunu tut[Dönetici: 1 ) Her bir bileşen için ölçülmüş olan değerleri hesaplayın. Desenler (e.g., tek bir ağdaki tüm mevcutlar skewed) tanıyı hızlandırır.
  • Basit sürekli kontrollerle ağ analizi birleştirin. Açık bir devre bir ağda sıfır akımı gösterecektir; kısa bir süre aşırı akım gösterecektir. denklemler tam olarak ne kadar fazla aşırılık gösterir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Medeni analizi, kaotik denklemlerin bir solunda bir kaotik devre haline getirir. Hesaplanan şube akımları ve gerçek dünya ölçümleri ile gerilimleri karşılaştırarak, devre analizinde sıfırlayabilirsiniz (örneğin, başarısız kaynaklar veya kırık izleriniz, Nilsson ve Maddeler tarafından daha hızlı kontrol edilir; Ried[TFL) veya online kaynaklar gibi online kaynakları test edebilirsiniz.