Alenxander와 Sadiku의 Fundamentals of Electric Circuits 6th edition에서이 문제 3.32가 있습니다. LTspice에서 회로를 그렸습니다. 제 목표는 노드 분석과 수퍼 노드를 사용하여이 문제를 해결하는 것입니다. 두 개의 슈퍼 노드를 직렬로 연결하는 방법을 잘 모르겠습니다. 누군가 제안 해 줄 수 있습니까? 
이 문제는 회로 클래스 소개 용입니다. N1, N2 및 N3에서 전압을 식별하도록 요청합니다. 이 섹션에서는 슈퍼 노드를 다루었습니다. 슈퍼 노드 정의에서 슈퍼 노드는 전압 소스가 두 개의 비 참조 노드 사이에 연결될 때라는 것을 알고 있습니다. 저를 혼란스럽게하는 부분은 N1과 N2 사이에 슈퍼 노드가 있고 N2와 N3 사이에도 하나가 있다는 것입니다. 이 문제는 해결 방법이 KCL 방정식을 생성하지 않는다는 것을 알고 있기 때문에 매우 쉽습니다.이 문제에서 수퍼 노드가 어떻게 작동하는지 이해하지 못합니다. 빠른 답변에 대해 정말 감사 드리며, 이것이 내 머릿속에서 무슨 일이 일어나고 있는지 명확히 해주 었으면합니다.
댓글
- 나는 ' 문제가 무엇인지 알 수 없습니다. 왜 어떤 형태의 문제가 있는지 설명해 주시겠습니까? 육안 검사만으로 R1을 통과하는 전류는 2mA입니다. 즉, '는 쉽지만 머리 속이 아니므로 회로를 어떻게 볼 수 있는지 ' 보지 않습니다.
- devdev : 맨 아래 와이어 0V를 호출하여 시작합니다. 그런 다음 12V 소스를 통해 위쪽의 공유 노드로 이동합니다. 해당 노드의 전압은 ' 얼마입니까? (It ' s 쉽습니다.) 그런 다음 왼쪽에있는 전압 소스를 통해 R1의 왼쪽에있는 노드로 이동합니다. 거기에있는 전압은 얼마입니까? 그런 다음 대신 R1의 오른쪽에있는 노드에 바로 연결됩니다. 거기에있는 전압은 무엇입니까? 양쪽의 전압을 알고 있다면 (a nd 당신이 이것을 생각한다면) R1의), 당신은 R1과 R2에 전류가 있고 모든 노드의 전압이 있습니다. 노드를 사용해야합니까?
- @jonk이 멋진 직관적 인 설명에 감사드립니다. 제 직감을 쌓는 데 정말 통찰력이 있었어요. 이 섹션이 속한 문제 였기 때문에 슈퍼 노드에 대해 물었고이 문제에 묻혀있는 슈퍼 노드에 대한 중요한 통찰력이있을 것입니다.하지만 여전히 직관적 인 솔루션을 안내 해주셔서 기쁩니다
- It ' 트릭 질문이지만 검사만으로 모든 노드 전압을 찾을 수 있으며 (여기에서는 계산이 필요하지 않음) N2 = 12V라는 것을 알 수 있습니다. 따라서 N1과 N3은? 보이 시나요?
- OP 견적을 받겠습니다. " 해결 방법이 알기 때문에이 문제는 매우 쉽습니다. ' KCL 방정식도 산출하지 않습니다. " … * " 내 목표는이 문제를 해결하는 것입니다. 노드 분석 및 수퍼 노드 를 사용하는 문제. "
답변
절점 분석을 수행 할 때 접지에 직접 연결되지 않았거나 다른 전압 소스를 통해 접지에 연결되지 않은 전압 소스가있는 경우 수퍼 노드를 생성해야합니다. 그 힌트를 남겨 드리겠습니다.
하지만 노드 분석에서 항상 그렇듯이 가장 먼저해야 할 일은 참조 (접지) 노드를 선택하는 것입니다. LTspice는 또한 노드 중 하나를 그라운드로 지정할 것으로 예상합니다.
코멘트
- 그라운드 노드를 추가했지만 두 개의 슈퍼 직렬로 연결된 노드. N1과 N2 사이, N2와 N3 사이
- 수퍼 노드를 사용하도록 강요 당하지 절대 합니다. 해당 개념을 포함하지 않고 항상 표준 노드 분석을 사용할 수 있습니다. 사실, 나는 아이디어를 사용하여 잘못 이해하는 것이 더 쉽기 때문에 오류가 발생하기 쉽다고 생각합니다. 즉, 클래스에 사용이 필요한 경우 반드시 사용해야한다고 생각합니다.
- @Jonk 슈퍼 노드를 사용하지 않는 경우 ' " 필요한 경우 ", 가변 전류를 사용해야하므로 방정식을 풀기가 더 어려워집니다.
- @Huisman 예, ' 사실입니다. 그러나 새로운 사고 단계를 추가하지 않고 잘 낡은 원칙에서 흘러 나오기 때문에 실수를 할 가능성이 적습니다. 그리고 강력한 매트릭스 솔루션 도구가 풍부합니다. 따라서 옳지 않은 것을 추가하여 방정식을 줄이는 유일한 이유는 종이와 연필과 Cramer '를 사용하는 경우입니다. 규칙. 그런 다음 ' 동의합니다.
답변
OP 작성 :
수퍼 노드 정의에서 나는 전압원이 두 개의 비 참조 노드 사이에 연결될 때 슈퍼 노드가된다는 것을 알고 있습니다.
위키에서 반 인용 된 제 생각에는 위키 정의가 더 좋습니다.
수퍼 노드는 두 개의 노드, 하나는 비 참조 노드이고 다른 하나는 두 번째 비 참조 노드 또는 참조 노드 일 수 있습니다. 참조 노드를 포함하는 슈퍼 노드는 하나의 노드 전압 변수를 갖습니다. 노드 분석의 경우 수퍼 노드 구성은 두 비 참조 노드 사이에서만 필요합니다 .
필수는 아니지만 여전히 해결할 수 있습니다!
OP 회로에는 3 개의 수퍼 노드가 있습니다.
- V1 : 참조 노드와 비 참조 노드 노드가 있습니다.
- V2 : 비 참조 노드가 2 개 있습니다. -참조 노드
- V3 : 2 개의 비 참조 노드가 있습니다.
수퍼 노드는 다음 관계를 생성합니다. (1)
- \ $ V_ {N2} = V3 = 12 \ text {V} \ $
- \ $ V_ {N1} = V_ {N2}-V1 = 2 \ text {V} \ $
- \ $ V_ { N3} = V_ {N2}-V2 = -8 \ text {V} \ $
일반적으로 이러한 추가 방정식은 KCL을 해결하는 데 도움이되지만이 예는 상황을 더 악화시킵니다. 이해합니다.