مدارات DC قسمت پنجم: آنالیز جریان مش

مدارات DC قسمت پنجم: آنالیز جریان مش

مدارات DC قسمت پنجم: آنالیز جریان مش
مدارات DC قسمت پنجم: آنالیز جریان مش

آنالیز جریان مش تکنیکی است که برای یافتن جریان‌های در حال گردش در اطراف یک حلقه یا مش در هر مسیر بسته از مدار استفاده می‌شود. درحالی‌که قوانین کیرشهف روش اساسی را برای تجزیه‌وتحلیل هر مدار پیچیده الکتریکی به ما ارائه می‌دهد، روش‌های مختلفی برای بهبود این روش با استفاده از آنالیز جریان مش یا آنالیز ولتاژ گره‌ای وجود دارد که منجر به کاهش ریاضی درگیر و هنگامی‌که شبکه‌های بزرگ درگیر هستند این کاهش ریاضیات می‌تواند یک مزیت بزرگ باشد.

به عنوان مثال، مثالِ مدار الکتریکی را از بخش قبلی در نظر بگیرید.

 

مدار آنالیز جریان مش

آنالیز جریان مش

یک روش ساده برای کاهش میزان ریاضیات، آنالیز مدار با استفاده از معادلات قانون جریان کیرشهف برای تعیین جریان I1 و I2 در دو مقاومت است. پس‌نیازی به محاسبه Iنیست چون فقط جمع I1 و I2 است. بنابراین قانون ولتاژ دوم Kirchhoff به‌سادگی تبدیل می‌شود:

  • Equation No 1 :    10 =  50I1 + 40I2
  • Equation No 2 :    20 =  40I1 + 60I2

بنابراین، یک خط محاسبات ریاضی ذخیره شده است.

 

آنالیز جریان مش

یک روش آسان‌تر برای حل مدار فوق با استفاده از آنالیز جریان مش یا آنالیز حلقه است که گاهی اوقات به آن روش جریان‌های در حال گردش Maxwell نیز می‌گویند. به‌جای برچسب زدن جریان‌های شاخه‌ای، باید هر “حلقه بسته” را با جریان درج‌شده برچسب‌گذاری کنیم. به‌عنوان یک قاعده کلی، فقط حلقه‌ها را در جهت عقربه‌های ساعت با جریان‌های در حال چرخش برچسب بزنید زیرا هدف این است که حداقل یک‌بار تمام عناصر مدار را بپوشانید. هرگونه جریان انشعاب موردنیاز را می‌توان از حلقه یا جریان مش مناسب مانند قبل با استفاده از روش کیرشهف یافت.

For example: i1 = I1 , i2 = -I2  and  I3 = I1 – I2

ما اکنون معادله قانون ولتاژ کیرشهف را به همان روش قبلی برای حل آنها می‌نویسیم اما مزیت این روش این است که اطمینان حاصل می‌کند که اطلاعات به‌دست‌آمده از معادلات مدار، حداقل موردنیاز برای حل مدار است زیرا اطلاعات عمومی‌تر است و می‌تواند به‌راحتی در قالب ماتریس قرار بگیرد.

به عنوان مثال، مدار مربوط به بخش قبلی را در نظر بگیرید.

آنالیز جریان مش

این معادلات را می‌توان با استفاده از یک ماتریس امپدانس تک شبکه Z به‌سرعت حل کرد. هر عنصر روی قطر اصلی “مثبت” خواهد بود و کل امپدانس هر مش است. در صورت وجود، هر عنصر خاموش قطر اصلی “صفر” یا “منفی” خواهد بود و نشان‌دهنده عنصر مدار است که تمام مش‌های مناسب را متصل می‌کند. ابتدا باید درک کنیم که هنگام کار با ماتریس، برای تقسیم دو ماتریس، همان ضرب یک ماتریس در معکوس ماتریس دیگر است همان‌طور که نشان داده‌شده است.

آنالیز جریان مش

با پیدا کردن معکوس R، چون V/R همان V x R-1 است، اکنون می‌توانیم از آن برای یافتن دو جریان در گردش استفاده کنیم.

آنالیز جریان مش

بنابراین:

  • [ V ] ولتاژ کل باتری را برای حلقه 1 و سپس حلقه 2 می‌دهد
  • [ I ] نام جریان‌های حلقه را بیان می‌کند که می‌خواهیم آن‌ها را پیدا کنیم
     
  • [ R ] ماتریس مقاومت است
  • [ R-1 ] وارون ماتریس [R] است

و این I1 را 0.143- آمپر و I2 را 0.429- آمپر می‌دهد.

As :    I3 = I1 – I2

جریان ترکیبی I3 بدین ترتیب ارائه می‌شود: (0.429-) – 0.143- = 0.286 آمپر

این همان مقدار جریان 0.286 آمپر است که قبلاً در آموزش قانون مدار کیرشهف پیدا کردیم.

 

خلاصه 

این روش “نگاه کردن” برای تجزیه‌وتحلیل مدار، احتمالاً بهترین روش برای تجزیه‌وتحلیل مدار با روش اصلی، برای حل معادلات تجزیه‌وتحلیل جریان مش به شرح زیر است:

  • تمام حلقه‌های داخلی را با جریان‌های چرخشی برچسب‌گذاری کنید. (I1, I2, …IL و غیره)
  •  ماتریس ستون [L x 1] [V] را بنویسید که مجموع تمام منابع ولتاژ را در هر حلقه ارائه می‌دهد.
  •  ماتریس [L x L]، [R] را برای تمام مقاومتهای مدار به صورت زیر بنویسید:
  • R11 = مقاومت کل در حلقه اول
  • Rnn = مقاومت کل در حلقه N
  • RJK = مقاومتي كه مستقيماً حلقه J را به حلقه K مي‌پيوندد.
  •  معادله ماتریس یا بردار [V] = [R] x [I] را در جایی بنویسید که [I] لیستی از جریان‌های یافت شده است.

همچنین با استفاده از تحلیل جریان مش، ما همچنین می توانیم برای محاسبه ولتاژهای حلقه ها از تجزیه و تحلیل گره استفاده کنیم، و این مقدار یاضیات مورد نیاز را فقط با استفاده از قوانین کیرشهف کاهش می دهد. در آموزش بعدی مربوط به تئوری مدار DC، برای انجام این کار به تحلیل ولتاژ گره ای خواهیم پرداخت.

حمایت از Sisoog Os

خوشحال میشیم برای تداوم و کیفیت ما رو حمایت کنید.

0 نفر

پــــســنــدیـده انـد

توجه

Sisoog Os
Sisoog Os

کارآفرین, تولید کننده, طراح الکترونیک و ....

دیدگاه ها

0 دیدگاه

پر بحث ترین ها

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه اول سیسوگ (مسابقه اول: درک سخت افزار) انتقادهای زیادی رو در پی داشت تا جایی که حتی خودمم به نتیجه مسابقه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش

راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661 و دانلود کتابخانه آن

LCD گرافیکی یکی از مهم ترین پارامترهای موجود در طراحی انواع مدارات الکترونیکی پیچیده و حتی ساده است ، نمایش وضعیت و...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 4 سال پیش

ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کنترل امروزه کاربرد زیادی پیدا کرده است؛ از ریموت‌های درب بازکن تا ریموت‌های دزدگیر و کنترل روشنایی همه از یک اصول اولیه پیروی می‌کنند و آن‌هم ارسال اطلاعات به‌صورت بی‌سیم است....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش

مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

نزدیک به 5 ماه از مسابقه دوم سیسوگ می‌گذره و فکر کردم که بد نیست یک چالش جدید داشته باشیم! البته چالش‌ها...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش

همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

امنیت همیشه و در همه‌ی اعصار، مقوله‌ی مهم و قابل‌توجه‌ ای بوده و همیشه نوع بشر به دنبال امنیت بیشتر، دست به ابداعات و اختراعات گوناگونی زده است. ریموت کنترل یکی از این اختراعات است. در این مقاله، به بررسی امنیت انواع ریموت‌های کنترل خواهیم پرداخت....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش

مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

بزنم میکروکنترلر را بسوزونم اونم تو  این شرایط!، طراحی مسابقه از اون چیزی که به نظر می‌رسه سخت‌تر است، باید حواست باشه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 9 ماه پیش

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01  با کتابخانه سازگار با انواع میکروکنترلرها و کامپایلرها قبل از اینکه قسمت بشه با ماژول...

رسول خواجوی بجستانی رسول خواجوی بجستانی
  • 3 سال پیش

ساخت ماینر با FPGA و ARM

چند ماهی هست که تب بیت کوین و ارزهای دیجیتال خیلی بالا رفته! چه شد که این پست را نوشتم همانطور که...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش

مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

حدود ۷ ماه پیش، مسابقه سوم سیسوگ رو برگزار کردیم و کلی نکته در مورد خواندن رشته‌های ورودی را بررسی کردیم. فکر...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 1 سال پیش

کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

در قسمت اول به یکسری اطلاعات کلی ماژول mc60 پرداختیم، با نرم افزار QNavigator کار کردیم و یک هدربرد هم برای کار...

Mahdi.h   Mahdi.h  
  • 2 سال پیش
سیـــســـوگ

مرجع متن باز آموزش الکترونیک