[ DSofa @ 18.09.2013. 16:32 ] @
Dobar dan.

Imam jedan problem sa zadatkom iz elektrotehnike.
Shema izgleda ovako


Potrebno je postaviti jednadžbe konturnih struja i jednadžbe napona čvorova. Ovaj zadatak bi bio trivijalan kada bi svi izvori bili naponski, međutim problem mi stvara ovaj strujni izvor.

Kako da strujni izvor pretvorim u naponski, nikako mi nije jasno. Tražio sam slične zadatke u raznim literaturama, međutim nigdje nisam naišao na sličan problem. Kada se rješava konturnim strujama, uvijek je u paraleli sa strujnim izvorom jedan otpornik, pa se jednostavno prebaci u naponski, ili se jednostavno ovakvi zadatci rješavaju Theveninom ili Nortonom.

Da li bi mi netko mogao pojasniti metodu pretvaranja ovog izvora kada u seriji sa sobom ima jedan otpornik, a u paraleli izvor i otpornike. Kada bi to shvatio, bilo bi više nego jednostavno napisati jednadžbe kontura.

Svaka pomoć bi bila više nego dobrodošla. Zahvaljujem unaprijed.
[ Odin D. @ 20.09.2013. 15:07 ] @
Citat:
DSofa: Tražio sam slične zadatke u raznim literaturama, međutim nigdje nisam naišao na sličan problem.

Trebao si odma' ovdje doci, a ne gubiti vreme :)

Citat:
DSofa: Ovaj zadatak bi bio trivijalan kada bi svi izvori bili naponski, međutim problem mi stvara ovaj strujni izvor.

Kad imas strujne izvore to ti obicno pojednostavi sistem jednacina u metodi konturnih struja.

Recimo da si konturne struje postavio ovako:



Zbog onog strujnog izvora od 2A koji je zajednicki za te dvije konturne struje mozes odma da pises vrlo jednostavnu jednacinu:

I1 + I2 = 2A

Drugu jednacinu mozes da dobijes iz uslova da napon izmedju tacaka A i B mora biti isti kada ga racunas po obe putanje tj.:

-I2 x 1Ω + 8V = -I1 x (3Ω + 1Ω) - 3V

(U ovakvom slucaju ne mozes da pises naponsku jednacinu za citavu konturu, zato sto je napon na strujnom izvoru nedefinisan, te stoga pises po onom dijelu konture koji nema u sebi strujni izvor.)

Kad rjesis ovaj sistem od dvije jednacine dobices da kroz desnu granu tece struja od 1.8A u smjeru od tacke B ka tacki A, a kroz lijevu struja od 3.8A od tacke A ka tacki B.

Takodje, ako imas srece da ti se strujni izvor nalazi u zasebnoj grani (koja nije zajednicka za dvije ili vise kontura) onda za konturnu struju koja ide kroz tu granu mozes direktno da pises da je jednaka strujnom izvoru u toj grani, npr. ako je ovakav slucaj:



onda je sistem jednacina ovakav:
_________________________

I1 = 2A
....
....
I5 = -3A ...... "-" zato sto je smjer izabrane konturne struje suprotan smjeru struje strujnog izvora od 3A
....
...
__________________________

Sto ce reci da su ti te dvije "nepoznate" konturne struje vec rjesene samim tim strujnim izvorima.

EDIT: Prvobitni proracun struja je bio netacan jer sam racunao napamet pa pogresio. Sad sam ispravio. Izvinite ako sam nekog zbunio.


[Ovu poruku je menjao Odin D. dana 20.09.2013. u 21:34 GMT+1]
[ vbr666 @ 21.09.2013. 23:08 ] @
može li netko riješiti zadatak, treba mi za ispit u ponedjeljak :(
http://i40.tinypic.com/fe16o1.jpg
[ DSofa @ 25.12.2013. 19:52 ] @
Zahvaljujem na objašnjenju sa velikim zakašnjenjem.
Odgovor je malo kasnio, trebao mi je isti dan. U međuvremenu sam našao rješenje problema pa se nisam vraćao ovdje jer nisam očekivao da će itko odgovoriti.

Problem sam našao na wikipediji. Radi se o takozvanom supermeshu. Kada se strujni izvor nalazi između 2 osnovne konture.
Upravo kako si rekao, problem je u tome što je napon na strujnom izvoru nedefiniran pa prividno imamo problem kod pisanja naponskih jednadžbi, međutim to ne predstavlja nikakav problem.

I dalje se mogu napisat naponske jednadžbe, samo što se napon strujnog izvora uzima kao još jedna nepoznanica (Ux).
Te jednadžbe za konturne struje bi izgledale ovako.

I1*(1Ω + 2Ω) - I2*(2Ω) - Ux=-8V
-I1*(2Ω) + I2*(2Ω + 3Ω + 1Ω) + Ux=-3V
-I1 + I2 - 0*Ux=2V

Ukoliko se gornje dvije jednadžbe zbroje, ta nepoznanica nestaje pa nam tako ostaju 2 jednadžbe sa 2 nepoznanice.
Ovo je specifično ono što mi je trebalo, naponske jednadžbe, iako primjećujem da je tvoj način Odine mnogo jednostavniji i razumljiviji.


Analogno tome, jednadžba napona čvorova bi izgledala ovako:

Premještajući uzemljenje na čvor ispod strujnog izvora kako bi on bio referentni čvor, dobijemo sljedeću jednadžbu:

φ*((1/1Ω) + (1/(3Ω + 1Ω))) = 2A - (8V/1Ω) + (3V/4Ω)
Iz nje se dobije φ=-4.2V

Zatim po kirchoffovim pravilima izračunamo struje:
I1=(φ+8V)/1Ω
I1=3.8A

te analogno tome
I2=(0V-φ+3V)/(3Ω + 1Ω)
I2=1.8A



Opet ponavljam, pišem ovaj odgovor sa zakašnjenjem, iz razloga, možda netko zatreba isti u budućnosti, bolje ikada nego nikada.