KAEDAH ANALISIS LITAR.

Παρουσίαση με θέμα: "KAEDAH ANALISIS LITAR."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 KAEDAH ANALISIS LITAR

2 Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton
KAEDAH ANALISIS LITAR Kaedah Nod-Voltan Kaedah Mesh-arus Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton Prinsip pemindahan kuasa maksimum Prinsip superposisi

3 PENGENALAN KAEDAH NOD-VOLTAN
Berasaskan Hukum Arus Kirchhoff Langkah penting: menetapkan salah satu nod sebagai nod rujukan

4 Contoh kaedah nod voltan

5 Dalam rajah ini, nod 3 dijadikan nod rujukan
Dalam rajah ini, nod 3 dijadikan nod rujukan. Dengan menggunakan Hukum Arus Kirchhoff pada nod 1, didapati

6 Persamaan nod-voltan pada nod 2 pula

7 dengan menyelesaikan kedua-dua persamaan, didapati

8 KAEDAH NOD-VOLTAN MENGANDUNGI PUNCA BERSANDAR
Jika litar mengandungi punca bersandar, persamaan nod-voltan mestilah mempunyai tambahan pembolehubah hasil dari kehadiran sumber bersandar.

9 Kuasa yang diserap oleh
perintang 5Ω ingin dicari menggunakan kaedah nod-voltan.

10 Litar mempunyai 3 nod. Perlukan 2 persamaan nod-voltan Dengan menjumlahkan arus yang keluar dari nod 1 menghasilkan persamaan berikut,

11 Dengan menjumlahkan arus yang keluar dari nod 2 menghasilkan

12 persamaan nod-voltan mengandungi tiga pembolehubah yang tidak diketahui iaitu V1, V2 dan iø . Untuk menghilangkan iø, kita hendaklah menukarnya dalam bentuk voltan nod iaitu,

13 Masukkan hubungan iǿ ke dlm kedua-dua persamaan akan menghasilkan

14 selesaikan untuk V1 dan V2 dan diperolehi,

15 Seterusnya diperolehi,
dan kuasa yang diserap oleh perintang 5Ω adalah

16 KES KHAS Apabila hanya satu sumber voltan hadir di antara dua nod, kaedah nod voltan boleh diringkaskan.

17 Contoh Kes Khas

18 Terdapat 3 nod di dalam litar ini, maka dua persamaan nod-voltan diperlukan.
Hanya satu pembolehubah yang tidak diketahui iaitu V2, manakala V1=100V. Maka hanya satu persamaan nod-voltan yang terlibat iaitu persamaan bagi nod 2.

19 Dengan V1 =100V, maka diperolehi V2 =125V.

20 SUPERNOD Jika litar mempunyai punca voltan bersandar, analisis nod boleh digunakan dengan menggunakan pendekatan supernod (punca voltan dianggap litar pintas).

21 Contoh supernod

22 Nod-nod dipilih seperti berikut:

23 Persamaan nod voltan untuk nod 2 dan 3 adalah

24 Dengan mencampurkan kedua-dua persamaan

25 Persamaan tadi boleh diterbitkan terus dengan menggunakan konsep supernod pada nod 2 dan 3

26 Supernod

27 Bermula dari perintang 5Ω, diperolehi

28 persamaan (pink) adalah sama dengan persamaan (hijau).
Oleh itu, dengan menggunakan supernod pada nod 2 dan 3 akan memudahkan lagi analisis litar.

29 Diketahui V1 =50V dan V3 boleh digambarkan dalam bentuk V2,

30 Gantikan V1 =50, V3 dan iø, persamaan (pink) menjadi

31 Masukkan kembali nilai V2, didapati

32 Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton
KAEDAH ANALISIS LITAR Kaedah Nod-Voltan Kaedah Mesh-arus Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton Prinsip pemindahan kuasa maksimum Prinsip superposisi

33 PENGENALAN KAEDAH MESH-ARUS
Satu mesh bermaksud gelung yang tidak mempunyai gelung lain di dalamnya. Kaedah Mesh-arus ini menggunakan Hukum Voltan Kirchhoff untuk mencari nilai arus setiap mesh.

34 Contoh Mesh-arus

35 Menggunakan Hukum Arus Kirchhoff
(1) (2)

36 Dengan menggunakan i3 dari persamaan (1) dan memasukkannya ke dalam persamaan (2) akan menghasilkan,

37 litar mesh-arus dengan arus mesh ia dan ib.

38 Menggunakan KVL pada kedua-dua mesh menghasilkan

39 Setelah ia dan ib diketahui maka kita boleh mengetahui nilai-nilai voltan dan kuasa yang dikehendaki.

40 KAEDAH MESH-ARUS MENGANDUNGI PUNCA BERSANDAR
Jika litar mempunyai punca bersandar, persamaan mesh-arus mempunyai tambahan pembolehubah yang berkaitan dengan punca bersandar.

41 Contoh kaedah mesh dgn punca bersandar

42 Nilai kuasa yang diserap oleh perintang 4Ω ingin dicari menggunakan kaedah Mesh-arus.

43 Menggunakan Hukum Voltan Kirchhoff akan menghasilkan,

44 Didapati memasukkan persamaan iø ke dalam persamaan tadi,

45 Menggunakan hukum Cramer, nilai i2 dan i3 boleh diperolehi,

46

47

48

49 Nilai kuasa yang diserap oleh perintang 4Ω diperolehi

50 KES KHAS (SUPERMESH) Apabila satu ranting terdapat satu sumber arus, konsep supermesh digunakan (punca arus dianggap litar terbuka)

51

52 Dengan menganggap punca arus sebagai litar terbuka, menghasilkan litar berikut

53 Persamaan untuk supermesh

54 persamaan mesh-arus untuk mesh 2

55 ic –ia= 5A Diketahui Dengan menggunakan hukum Cramer untuk ketiga-tiga
persamaan akan diperolehi nilai untuk ketiga-tiga arus mesh.

56 Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton
KAEDAH ANALISIS LITAR Kaedah Nod-Voltan Kaedah Mesh-arus Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton Prinsip pemindahan kuasa maksimum Prinsip superposisi

57 PENJELMAAN PUNCA Penjelmaan punca bermaksud prosidur untuk menjelmakan satu punca kepada bentuk punca yang lain sambil mengekalkan ciri-ciri terminal punca asal.

58 punca voltan tak bersandar yang sesiri dengan perintang boleh dijelmakan kepada satu punca arus yang selari dengan perintang atau sebaliknya

59 Penjelmaan punca

60 Contoh Penjelmaan Punca

61 Apabila R=0, terminal a-b adalah litar tertutup
Apabila R=0, terminal a-b adalah litar tertutup. Sebagai permulaan, arus litar tertutup perlu sama. Maka didapati,

62 Arus litar tertutup bagi litar 2 adalah Is. Maka diperlukan

63 Apabila perintang R = ∞, litar adalah litar terbuka
Dari Litar 1, didapati Vab =Vs Oleh itu, voltan litar terbuka,

64 Vab mesti sama untuk kedua-dua litar. Dengan itu, Vs = Is Rp
Gantikan hubungan Is dan diperolehi

65 Dari Litar Kepada Litar Kaedah
Ringkasan prosidur penjelmaan punca Dari Litar Kepada Litar Kaedah Tetapkan

66 Dari Litar Kepada Litar Kaedah Tetapkan

67 Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton
KAEDAH ANALISIS LITAR Kaedah Nod-Voltan Kaedah Mesh-arus Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton Prinsip pemindahan kuasa maksimum Prinsip superposisi

68 LITAR SETARA THEVENIN Dinamakan sempena M. L. Thevenin, seorang jurutera Perancis yang bekerja dalam bidang telegrafi pada tahun 1883.

69 Teori ini menyatakan bahawa kesemua elemen kecuali perintang beban boleh diwakilkan dengan satu litar setara yang hanya mengandungi satu punca voltan tak bersandar yang sesiri dengan satu perintang setara dan sambutan yang diukur pada perintang beban tidak berubah.

70 Kegunaan utama teori ini adalah untuk menggantikan bahagian rangkaian yang besar (biasanya yang kompleks) dengan satu litar setara yang ringkas. Litar yang ringkas tersebut membolehkan pengiraan voltan, arus dan kuasa litar asal dilakukan.

71 Litar Setara Thevenin

72 voltan Thevenin, VTh = voltan litar terbuka bagi litar asal.
Apabila beban dikurangkan kepada sifar, litar tertutup terhasil dan arus litar tertutup:

73 Contoh

74 Langkah 1: persamaan nod-voltan untuk litar terbuka:

75 Langkah 2: menggantikan litar tertutup pada terminal a-b

76 Persamaan nod voltan untuk litar tertutup:

77 Arus litar tertutup: Rintangan Thevenin

78 Litar setara Thevenin yang terhasil

79 Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton
KAEDAH ANALISIS LITAR Kaedah Nod-Voltan Kaedah Mesh-arus Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton Prinsip pemindahan kuasa maksimum Prinsip superposisi

80 LITAR SETARA NORTON Litar setara ini diperkenalkan oleh E. L. Norton, seorang saintis Amerika yang bekerja dengan Bell Telephone Laboratories. Litar setara ini mengandungi satu punca arus tak bersandar yang selari dengan satu perintang.

81 Litar setara Norton dari litar setara Thevenin boleh diperolehi dengan menggunakan penjelmaan punca

82 Langkah 1: Penjelmaan punca
Contoh Langkah 1: Penjelmaan punca

83 Langkah 2: Gabungkan punca dan
perintang selari

84 Langkah 3: Penjelmaan punca,
gabungkan perintang sesiri dan litar setara Thevenin terhasil

85 Langkah 4: Penjelmaan punca dan
menghasilkan litar setara Norton

86 Litar setara Norton

87 Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton
KAEDAH ANALISIS LITAR Kaedah Nod-Voltan Kaedah Mesh-arus Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton Prinsip pemindahan kuasa maksimum Prinsip superposisi

88 PEMINDAHAN KUASA MAKSIMUM
Sistem kuasa direkabentuk untuk menghantar kuasa kepada beban pada kecekapan yang tinggi dengan mengurangkan kehilangan kuasa pada talian penghantaran. Dengan itu rintangan punca dan rintangan talian dikurangkan.

89 Takrifan sebenar pemindahan kuasa maksimum adalah kuasa yang dihantar oleh satu punca yang diwakilkan oleh litar setara Theveninnya adalah maksimum apabila rintangan beban, RL sama dengan rintangan Thevenin, RTh.

90 Contoh

91 Kuasa yang diserap oleh RL

92 dibezakan sekali terhadap RL

93 Pembezaan adalah sifar dan p adalah maksimum apabila
Selesaikan

94 Maka, untuk mendapatkan pemindahan kuasa maksimum, RL mestilah sama dengan RTH
Rumus pemindahan kuasa maksimum:

95 Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton
KAEDAH ANALISIS LITAR Kaedah Nod-Voltan Kaedah Mesh-arus Prinsip penjelmaan punca Litar setara Thevenin Litar setara Norton Prinsip pemindahan kuasa maksimum Prinsip superposisi

96 PRINSIP SUPERPOSISI Prinsip superposisi menyatakan bahawa voltan melintasi atau arus yang melalui satu elemen dalam satu litar linear adalah perjumlahan algebra voltan atau arus bagi elemen tersebut apabila setiap punca beroperasi sendirian.

97 Langkah Prinsip Superposisi
Matikan semua punca tak bersandar kecuali satu punca sahaja. Dapatkan keluarannya samaada voltan atau arus terhadap punca tersebut.

98 2. Ulang langkah 1 untuk setiap punca tak bersandar.
3. Jumlahkan semua keluaran untuk setiap punca untuk mendapatkan jumlah keseluruhan keluaran.

99 PERLU DIINGAT! Punca voltan tak bersandar akan menjadi litar tertutup dengan voltan sifar. Punca arus tak bersandar akan menjadi litar terbuka. Jika terdapat punca bersandar, ia mestilah aktif semasa proses superposisi

100 Contoh

101 Langkah 1: matikan punca arus

102 Nilai V0 dikira menggunakan hukum pembahagi voltan:

103 Langkah 2: matikan punca voltan

104 Nilai V0 diperolehi menggunakan hukum pembahagi arus,

105 jumlah V0 diperolehi: V0 =2+5=7V.