Knotenspannungsanalyse
Diese Methode ist besonderes für Netzwerke mit einer großen Anzahl von Zweigen bei relativ geringer Anzahl von Knoten effizient. mehr...
In folgenden Schritten kann die Knotenspannungsanalyse durchgeführt werden:
Siehe auch: Beispielaufgabe
- In jedem der \( z \ \) Zweige wird der Zweigstrom eingetragen (Richtung beliebig).
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Ein Knoten wird als Bezugsknoten definiert (Er habe das Potential Null.) und mit \( 0 \) gekennzeichnet.
Alle verbleibenden \( k-1 \) Knoten werden fortlaufend nummeriert, also mit \( n = 1{,} \ 2{,} \ ...{,} \ k-1 \) gekennzeichnet. - Für die \( k-1 \) Knotenspannungen \( U_{n0} \) werden in der Schaltung Spannungspfeile eingetragen. Die Spannungspfeile zeigen zum Bezugsknoten.
- Für alle Knoten - außer dem Bezugsknoten \( 0 \) - werden die Kirchhoffschen Knotengleichungen aufgestellt.
- Für alle \( z \) Zweige werden die Kirchhoffschen Maschengleichungen unter Verwendung der Knotenspannungen aufgestellt und nach den Zweigströmen aufgelöst. (Es ist darauf zu achten, dass in jeder Gleichung nur der Zweigstrom des betrachteten Zweiges enthalten ist und alle anderen Zweige der jeweils betrachteten Masche mit Hilfe der Knotenspannungen ausgedrückt werden.)
- Die in Schritt \( 5 \) ermittelten Gleichungen für die Zweigströme werden in die Knotengleichungen von Schritt \( 4 \) eingesetzt. Im Ergebnis entsteht das Gleichungssystem zur Berechnung der Knotenspannungen \( U_{n0} \).
- Das Gleichungssystem mit den \( k-1 \) unbekannten Knotenspannungen ist zu lösen.
- Die gesuchten Zweigströme werden mit Hilfe der nun bekannten Knotenspannungen \( U_{n0} \) anhand der Gleichungen aus Schritt \( 5 \) ermittelt.
\( z \ \) = Anzahl der Zweige
\( k \ \) = Anzahl der Knoten