Ho questo problema 3.32 da Fundamentals of Electric Circuits 6a edizione di Alenxander e Sadiku. Ho disegnato il circuito in LTspice. Il mio obiettivo è risolvere questo problema utilizzando analisi nodali e supernodi. Non sono sicuro di come gestire avere due supernodi in serie, qualcuno può darmi un suggerimento? 
Questo problema riguarda unintroduzione alla classe dei circuiti. Mi sta chiedendo di identificare le tensioni a N1, N2 e N3. In questa sezione, abbiamo avuto a che fare con i super nodi. Dalla definizione del supernodo so che un supernodo è quando una sorgente di tensione è collegata tra due nodi non di riferimento. Notate, e la parte che mi confonde è che tra N1 e N2 cè un supernodo, e ce nè anche uno tra N2 e N3. Questo problema è molto semplice perché so che la soluzione non produce nemmeno unequazione KCL. Non capisco come i supernodi stiano funzionando in questo problema. Sono davvero grato per tutte le risposte rapide, si spera che abbiano chiarito cosa sta succedendo nella mia testa.
Commenti
- Non ‘ per vedere qual è il problema – puoi spiegare perché stai riscontrando qualche forma di problema. Solo con unispezione visiva, la corrente attraverso R1 è 2 mA, voglio dire, ‘ è così facile MA non sono nella tua testa quindi non ‘ per vedere come potresti vedere il circuito.
- devdev: inizia semplicemente chiamando il filo inferiore 0 V. Quindi segui verso lalto attraverso la sorgente da 12 V fino al nodo condiviso sopra di esso. Qual è ‘ la tensione in quel nodo? (‘ è facile.) Quindi segui la sorgente di tensione sulla sinistra fino al nodo sul lato sinistro di R1. Quale deve essere la tensione lì? Quindi, segui invece la sorgente di tensione sul diritto al nodo sul lato destro di R1. Quale deve essere la tensione lì? Se conosci le tensioni su entrambi i lati (un nd lo fai, se ci pensi) di R1, hai la corrente in R1 e R2 e le tensioni a tutti i nodi. Devi usare nodal?
- @jonk Grazie mille per questa meravigliosa spiegazione intuitiva. è stato davvero perspicace per sviluppare la mia intuizione. Ho chiesto dei supernodi perché quello era il problema a cui appartiene questa sezione e probabilmente ci sono alcune informazioni importanti sui supernodi sepolti in questo problema, ma sono comunque felice che tu mi abbia guidato attraverso una soluzione intuitiva
- It ‘ è una domanda a trabocchetto, ma puoi trovare tutte le tensioni di nodo solo per ispezione (non sono necessari calcoli qui) e nota che sappiamo che N2 = 12V. Quindi, N1 e N3 sono? Lo vedi?
- Lasciami citare OP: ” Questo problema è molto semplice perché so che la soluzione non è ‘ ne risulta anche unequazione KCL. ” … * ” Il mio obiettivo è risolvere questo problema problema durante lutilizzo dellanalisi nodale e dei supernodi . ”
Risposta
Quando si esegue lanalisi nodale, è necessario creare un supernodo se è presente una sorgente di tensione che non è collegata direttamente a terra o collegata a terra tramite altre sorgenti di tensione . Ti lascio con questo suggerimento.
Ma, come sempre con lanalisi nodale, la prima cosa che dovresti fare è selezionare un nodo di riferimento (terra). LTspice si aspetterà anche che tu designi uno dei nodi come ground.
Comments
- Ho aggiunto il nodo di terra, ma nota come ci sono due super nodi collegati in serie. Tra N1 e N2 e tra N2 e N3
- Non sei mai costretto a utilizzare i supernodi. Puoi sempre utilizzare lanalisi nodale standard senza coinvolgere questo concetto. In effetti, lo considero più incline allerrore perché è più facile sbagliare usando lidea, piuttosto che non farlo. Detto questo, se una classe richiede luso, suppongo che sia necessario farlo.
- @Jonk Se non ‘ non usi i supernodi ” quando necessario “, devi usare una corrente variabile, che rende le equazioni molto più difficili da risolvere.
- @Huisman Sì, questo ‘ è vero. Ma è meno probabile che si commetta errori, la mia esperienza, in quanto scaturisce da principi consolidati senza aggiungere nuovi passaggi di pensiero. E gli strumenti per soluzioni a matrice robusti abbondano. Quindi lunica giustificazione per ridurre le equazioni aggiungendo qualcosa che potresti non ottenere correttamente (nota quanti hanno problemi con i supernodi?), È se stai usando carta e matita e Cramer ‘ s regola. Allora ‘ sono daccordo.
Risposta
OP ha scritto:
Dalla definizione del supernodo so che un supernodo è quando una sorgente di tensione è collegata tra due nodi non di riferimento
Semi-citato dal wiki, il Secondo me la definizione wiki è migliore.
Un supernodo ha due nodi, un nodo non di riferimento e un altro nodo che può essere un secondo nodo non di riferimento o il nodo di riferimento . I supernodi contenenti il nodo di riferimento hanno una variabile di tensione del nodo. Per lanalisi nodale, il costrutto del supernodo è richiesto solo tra due nodi non di riferimento .
Quindi, non richiesto, ma comunque risolvibile!
Il circuito di OP ha 3 supernodi:
- V1: ha un nodo di riferimento e un nodo di nodo non di riferimento
- V2: ha 2 non -nodi di riferimento
- V3: ha 2 nodi non di riferimento
I supernodi producono le seguenti relazioni (1)
- \ $ V_ {N2} = V3 = 12 \ text {V} \ $
- \ $ V_ {N1} = V_ {N2} – V1 = 2 \ text {V} \ $
- \ $ V_ { N3} = V_ {N2} – V2 = -8 \ text {V} \ $
Normalmente queste equazioni aggiuntive aiutano a risolvere il KCL, ma questo esempio peggiora le cose capire.