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Metodo dei nodi

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteFab996 » 25 ott 2016, 18:32

Dato il circuito in figura devo applicare il metodo dei nodi per risolverlo. So che posso applicarlo in quanto tutti i lati sono Norton trasformabili.



Viene scelto come nodo di salto il nodo C, non capisco dei passaggi effettuati:
\begin{bmatrix}G_1+G_2+G_4 & -G_2 \\-G_2 & G_1+G_2+G_4 \end{bmatrix}
\begin{bmatrix} V_A\\ V_B \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} -E_1/R_1 +E_2/R_2\\ -E_2/R_2+E_3/R_3-E_4/R_5 \end{bmatrix}

La prima matrice è formata dalla somma delle conduttanze che entrano nei nodi lungo la diagonale principale, e dalla somma delle conduttanze che vi sono percorrendo ila lato che congiunge il nodo A con il nodo B cambiate di segno lungo l'altra diagonale. Poi la seconda matrice è la matrice delle incognite. Non capisco come è stata ricavata la matrice dei termini noti...
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[2] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 25 ott 2016, 19:22

E' spiegato qui.
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[3] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteFab996 » 25 ott 2016, 21:11

g.schgor ha scritto:E' spiegato qui.


Ma perché è -E_1/R_1perché c'è il segno meno? e da dove viene -E_1/R_1 ?
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[4] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 25 ott 2016, 21:53

La colonna dei termini noti contiene le correnti dei generatori (dopo aver trasformato i lati in equivalenti Norton) presi con il + se entranti e con il - se uscenti.
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[5] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteFab996 » 25 ott 2016, 23:16

MarkyMark ha scritto:La colonna dei termini noti contiene le correnti dei generatori (dopo aver trasformato i lati in equivalenti Norton) presi con il + se entranti e con il - se uscenti.

Ok grazie, ma perché la corrente vale proprio E/R ?
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[6] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 26 ott 2016, 8:31

Se trasformi tutti i rami in equivalenti Norton trovi i generatori di corrente che valgono \frac{E}{R} (corrente di corto circuito). Più tardi se ho tempo posto lo schema.
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[7] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 26 ott 2016, 10:17

Eccomi, sono sul treno e ho un'oretta :D

Disegno il circuito dopo aver trasformato tutti i lati in equivalenti Norton



Ora, la matrice delle conduttanze si può scrivere per ispezione; questa volta la ricaviamo.
Si scrivono le equazioni di Kirchhoff per le correnti ai nodi (a parte il nodo C scelto come riferimento ) in funzione delle tensioni nodali. Nel nostro caso le tensioni nodali sono V_A e V_B (la tensione nodale è la differenza di potenziale tra il nodo che si considera e il nodo di riferimento :-) ).

Nodo A:

\frac{V_A}{R1}+\frac{E1}{R1}+\frac{V_A}{R4}-\frac{E2}{R2}+\frac{V_A-V_B}{R2} = 0

Nodo B:

\frac{E2}{R2}+\frac{V_B-V_A}{R2}-\frac{E3}{R3}+\frac{V_B}{R3}+\frac{V_B}{R5}+\frac{E4}{R5} = 0

Usando le conduttanze e riscrivendo le equazioni in modo da avere i generatori di corrente a destra dell'uguaglianza si ottiene

\left\{\begin{matrix}
(G_1+G_2+G_4)\times{V_A} - G_2\times{V_B} = -\frac{E1}{R1} + \frac{E2}{R2} & \\ 
-G_2\times{V_A} + (G_2+G_3+G_5)\times{V_B} = -\frac{E2}{R2} + \frac{E3}{R3} - \frac{E4}{R5} & 
\end{matrix}\right.

che è lo stesso sistema scritto da te in forma matriciale in [1].
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[8] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteFab996 » 26 ott 2016, 11:40

MarkyMark ha scritto:Eccomi, sono sul treno e ho un'oretta :D

Grazie mille, quindi posso scrivere E/R in quanto avendo i lati in forma thevenin ossia serie di generatore di tensione e resistore li trasformo in forma Norton, ossia parallelo di generatore di corrente e resistore. Siccome vale v=Ri e v=E perché in parallelo, allora E=Ri=>i=E/R ?
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[9] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 26 ott 2016, 12:31

Esatto! E' la trasformazione dei generatori indipendenti.



E=I\times{R}

I=\frac{E}{R}
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[10] Re: Metodo dei nodi

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 26 ott 2016, 15:28

Il metodo dei nodi è utile se si dispone di programmi
per calcolo di matrici.
Come trattato nel link del post[2], per ottenere le tensioni ai nodi
tutto si riduce ad un semplice calcolo degli elementi a e b delle matrici,
noti i valori G ed I di ogni ramo;
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