Elektrotechnika_1_Skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
vytvořené z matice soustavy, a to
∆1 po záměně prvního a ∆2 po záměně druhého sloupce
matice za sloupec vektoru pravých stran.
Nyní můžeme vypočítat
větvové napětí
20
10
12
U
U
U
−
=
( 3.46 )
a proudy jednotlivými rezistory
3
20
3
20
3
2
12
2
12
2
1
10
1
10
1
,
,
G
U
R
U
I
G
U
R
U
I
G
U
R
U
I
=
=
=
=
=
=
.
( 3.47 )
Obecně můžeme psát
z
I
GU
= ,
( 3.48 )
kde G je matice soustavy (tzv.
vodivostní matice obvodu),
U
je vektor neznámých uzlových napětí,
z
I
je vektor pravých stran (nezávislých zdrojů proudu).
Jak poznáme v navazujícím předmětu Elektrotechnika 2, obecněji se matice soustavy nazývá
jako
admitanční matice obvodu a značí se písmenem Y. Jejími prvky jsou pak vlastní a
vzájemné admitance uzlů obvodu.
Při praktickém použití metody uzlových napětí rovnice formulujeme na základě schématu
obvodu přímo v maticové formě:
1. Připravíme čtvercovou vodivostní matici, jejíž řád je roven počtu neznámých uzlových
napětí, tj. počtu uzlů v obvodu zmenšenému o jedničku. Do sloupcové matice vektoru
neznámých ihned napíšeme symboly uzlových napětí.
2. Vodivostní matici sestavujeme tak, že nejprve píšeme prvky na hlavní diagonále. Prvek Gii
(tj. prvek v i-tém sloupci i-tého řádku) je roven součtu vodivostí připojených k i-tému uzlu.
Je to tzv.
celková vlastní vodivost uzlu a prvek je vždy kladný. Prvky mimo hlavní
diagonálu Gij = Gji jsou tzv. vzájemné vodivosti uzlů, tedy součty vodivostí větví
zapojených mezi uzly i a j. Pokud se čítací šipky všech uzlových napětí volí stejným
směrem, zpravidla směrem k uzlu referenčnímu, jsou tyto prvky opatřeny záporným
znaménkem. Vzájemná vodivost dvou uzlů je nulová, nejsou-li tyto uzly přímo spojeny
žádnou jednoduchou větví. Vodivostní matice je souměrná podle hlavní diagonály, pokud
obvod obsahuje pouze nezávislé proudové zdroje. Řízené proudové zdroje způsobí
nesymetrii vodivostní matice.
3. Prvek Izi v i–tém řádku vektoru pravých stran je roven algebraickému součtu proudů
nezávislých zdrojů, které tekou do uzlu i. Pozor! Proudy, které z uzlu vytékají, se zde píší
se záporným znaménkem. Zdroje proudu totiž změní převodem na druhou stranu
rovnic znaménko – viz vztahy ( 3.39 ), ( 3.40 ) a ( 3.41 ), ( 3.42 ).