Mám tento problém 3.32 z 6. vydání Fundamentals of Electric Circuits od Alenxandera a Sadiku. Nakreslil jsem obvod v LTspice. Mým cílem je vyřešit tento problém pomocí uzlové analýzy a supernodů. Nejsem si jistý, jak zvládnout dva supernody v sérii, může mi někdo dát návrh? 
Tento problém se týká úvodní třídy obvodů. Žádá mě, abych identifikoval napětí na N1, N2 a N3. V této části jsme se zabývali super uzly. Z definice supernode vím, že supernode je, když je zdroj napětí připojen mezi dva nereferenční uzly. Všimněte si, a ta část, která mě mátla, je, že mezi N1 a N2 je supernode a existuje také jeden mezi N2 a N3. Tento problém je velmi snadný, protože vím, že řešení nevyvolá rovnici KCL. Nechápu, jak v tomto problému fungují supernody. Jsem opravdu vděčný za všechny rychlé odpovědi, doufejme, že to objasnilo, co se mi děje v hlavě.
Komentáře
- Nemám ' nevidíte, v čem je problém – můžete vysvětlit, proč máte nějakou formu problému. Pouhou vizuální kontrolou je proud přes R1 2 mA, tedy ' je to snadné, ALE nejsem ve vaší hlavě, takže ' nevidím, jak byste mohli vidět okruh.
- devdev: jednoduše začněte voláním spodního vodiče 0 V. Poté pokračujte směrem nahoru přes zdroj 12 V ke sdílenému uzlu nad ním. Jaké ' je napětí v tomto uzlu? (It ' s snadné.) Potom pokračujte skrz zdroj napětí nalevo k uzlu na levé straně R1. Jaké tam musí být napětí? Pak místo toho projděte zdrojem napětí doprava do uzlu na pravé straně R1. Jaké tam musí být napětí? Pokud znáte napětí na obou stranách (a Pokud ano, pokud si to promyslíte) z R1, máte proud v R1 a R2 a napětí na všech uzlech. Musíte použít nodal?
- @jonk Moc vám děkuji za toto úžasné intuitivní vysvětlení. to bylo opravdu zasvěcené pro vybudování mé intuice. Zeptal jsem se na supernody, protože to byl problém, do kterého tato část patří, a pravděpodobně existuje nějaký důležitý pohled na supernody pohřbené v tomto problému, ale přesto jsem rád, že jste mě provedli intuitivním řešením.
- It ' je triková otázka, ale všechna napětí uzlů najdete pouze kontrolou (zde nejsou potřeba žádné výpočty) a všimněte si, že víme, že N2 = 12V. N1 a N3 tedy jsou? Vidíte to?
- Dovolte mi uvést OP: " Tento problém je velmi snadný, protože vím, že řešení ' T dokonce neposkytuje rovnici KCL. " … * " Mým cílem je vyřešit tento problém problém s použitím uzlové analýzy a supernodů . "
odpověď
Při provádění uzlové analýzy musíte vytvořit supernode , pokud existuje zdroj napětí, který není přímo připojen k zemi nebo k zemi prostřednictvím jiných zdrojů napětí . Tuto nápovědu vám ponechám.
Ale jako vždy u nodální analýzy, první věcí, kterou byste měli udělat, je vybrat referenční (zemní) uzel. LTspice bude také očekávat, že označíte jeden z uzlů jako uzemnění.
Komentáře
- Přidal jsem uzlový uzel, ale všimněte si, že existují dva super uzly zapojené do série. Mezi N1 a N2 a mezi N2 a N3
- Jste nikdy nuceni používat supernody. Můžete vždy použít standardní uzlovou analýzu bez použití tohoto konceptu. Ve skutečnosti to považuji za náchylnější k chybám, protože je snazší to pomocí této myšlenky pokazit, než ne. To znamená, že pokud třída vyžaduje použití, předpokládám, že to musíte udělat.
- @Jonk Pokud nepoužíváte ' supernodes " v případě potřeby " je nutné použít proměnný proud, díky kterému je řešení rovnic mnohem těžší.
- @Huisman Ano, že ' je pravda. Ale je méně pravděpodobné, že uděláte chyby, moje zkušenost, protože to vychází z dobře opotřebovaných principů, aniž byste přidali nějaké nové kroky myšlení. A robustních nástrojů pro řešení matic je spousta. Jediným důvodem pro redukci rovnic přidáním něčeho, co možná nebudete mít pravdu (všimněte si, kolik z nich má problémy se supernody?), Je to, pokud používáte papír a tužku a Cramer ' s pravidlo. Pak ' souhlasím.
Odpověď
OP napsal:
Z definice supernodu vím, že supernod je okamžik, kdy je zdroj napětí připojen mezi dva nereferenční uzly.
Semi-citován z wiki, Definice wiki je podle mého názoru lepší.
Supernode má dva uzly, jeden nereferenční uzel a další uzel, který může být druhý nereferenční uzel nebo referenční uzel . Supernody obsahující referenční uzel mají jednu proměnnou napětí uzlu. Pro uzlovou analýzu je konstrukce supernode vyžadována pouze mezi dvěma nereferenčními uzly .
Takže není nutné, ale stále řešitelné!
Okruh OP má 3 supernody:
- V1: má odkazovaný uzel a nereferenční uzel uzlu
- V2: má 2 jiné -referenční uzly
- V3: má 2 nereferenční uzly
Supernody poskytují následující vztahy (1)
- \ $ V_ {N2} = V3 = 12 \ text {V} \ $
- \ $ V_ {N1} = V_ {N2} – V1 = 2 \ text {V} \ $
- \ $ V_ { N3} = V_ {N2} – V2 = -8 \ text {V} \ $
Obvykle tyto další rovnice pomáhají řešit KCL, ale tento příklad věci zhoršuje rozumět.