电路中的节点分析(例如和步骤)

节点分析的定义

节点分析是一种方法,它提供了一种用于使用节点分析电路的一般过程电压作为电路变量。节点分析也被称为节点电压方法
节点分析的一些特征如图所示

  • 节点分析基于应用的应用Kirchhoff的现行法律(kcl)。
  • 拥有“N”节点将有“N-1”同时方程来解决。
  • 求解'N-1'方程可以获得所有节点电压。
  • 非参考节点的数量等于可以获得的节点方程的数量。

节点分析中的节点类型

  • 非参考节点 -它是具有明确节点电压的节点。例如这里节点1和节点2是非参考节点
  • 参考节点 -它是对所有其他节点的参考点发挥作用的节点。它也称为DATUM节点。

参考节点的类型

  1. 底盘 -这种类型的参考节点用于多于一个电路的公共节点。
    底盘
  2. 地面 -当地电位用作任何电路中的参考时,这种类型的参考节点被称为地面。

地面

用节点分析解决电路

节点分析中使用的基本步骤

  1. 选择一个节点作为参考节点。分配电压V.1,V.2...... V.N-1到剩余的节点。关于参考节点参考电压。
  2. 将kcl应用于每个非参考节点。
  3. 采用欧姆的法律以节点电压表示分支电流。

节点分析

节点始终假设电流从较高潜力流入较低的电位电阻器。因此,当前表示如下

IV。在欧姆的法律应用之后,在节点电压的方程中获取'n-1'节点方程抵制

V.解决节点电压值的“N-1”节点方程,并根据结果获取所需节点电压。

利用当前来源的节点分析

利用当前来源的节点分析非常简单,与下面的示例进行讨论。

例:计算以下电路中的节点电压
节点分析
在下面的电路中,我们有3个节点,其中一个是参考节点,其他两个是非参考节点 - 节点1和节点2。

步骤一步。将节点电压分配为v12并且还标记了分支电流的方向相对于参考节点
节点分析
步骤二。将KCL应用于节点1和2
节点1的KCL
KCL在节点2
步骤三。将欧姆法应用于KCL方程
欧姆的法律节点1的KCL方程

简化我们得到的上述等式,

•现在,Node 2的欧姆法定向KCL方程

简化我们得到的上述等式

步骤IV。现在解决方程3和4获取V的值1和V.2如,
使用消除方法

并取代价值v2等式= 20伏(3)我们得到 -

因此节点电压如v1= 13.33伏特和v2= 20伏特。

具有电压源的节点分析

案例I.如果一个电压源连接在参考节点和非参考节点之间,我们只需将非参考节点处的电压设置为等于电压源的电压,并且可以在我们完成时进行其分析目前的来源。V.1= 10伏。

案例II。如果电压源位于两个非参考节点之间,则它形成一个超端,其分析如下所示

超级节点分析

超级节点的定义

每当电压源(独立或依赖)连接在两个非参考节点之间,那么这两个节点形成称为超级节点的广义节点。因此,可以将超级节点视为围绕电压源及其两个节点的表面。
超级数字
在上图中,5V源连接在两个非参考节点节点 - 2和节点 - 3之间。因此,这里的节点 - 2和节点 - 3形成超级节点。

Supernode的属性

  • 始终在SuperNode上已知两个非参考节点的电压之间的差异。
  • Supernode没有自己的电压
  • 超级器需要应用kcl和kvl.解决它。
  • 任何元件都可以与形成超极点的电压源并联连接。
  • 超级节点满足KCL,就像一个简单的节点一样。

如何解决包含超级节点的任何电路

让我们举一个例子来了解如何解决包含超极点的电路
包含超极点的电路
这里,2V电压源在节点1和节点2之间连接,并且它并联形成具有10Ω电阻的超节点。
注意 -与之并行连接的任何元素电压源形成超级节点不会产生任何差异,因为v2- V.1= 2V总是可能是值的电阻器。因此,可以移除10Ω,并将电路重新绘制并将KCL施加到超级节点,如图所示,

表达和在节点电压方面。



从等式5和6我们可以写作

因此,V.1= - 7.333V和v2= - 5.333V是必需的答案。

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