網路分析

---

簡介

簡單來說，網路被稱為電路。電氣部件連線在一起形成網路。電氣網路通常用於在各個組成部分之間交換能量。這些電氣網路可以使用電容器、電感器、電阻器或這些元件的混合體構建。網路分析是利用現有方法確定網路中任何成員的電壓響應或電流響應的過程。

什麼是網路分析？

簡單來說，網路分析是電子和電氣工程的一個子領域或組成部分。電氣元件的連線是網路的核心定義。網路分析可用於確定許多因素，包括電路的電壓和電流在透過網路元件時的變化。

我們可以說，網路分析的過程就是找到每個網路元件上的電壓和流過它們的電流。可以使用多種方法計算這些值。但大多數情況下，演算法都隱含著線性元件。

網路分析中使用的基本術語

以下是一些在網路分析中非常重要的基本術語。

• 元件 - 元件的構造使用一個或多個端子來支援電流供應。

• 端子 - “端子”一詞可以指端點處的電氣聯結器，作為導體的重複接觸點，並作為連線電路的節點。

• 支路 - 節點之間的連線稱為支路。元件，例如電阻器、電容器、電源等，都是支路的例子。在一個電路中，支路的數量與元件的數量完全相同。

• 埠 - 埠是一對端子，作為電能的入口或出口，將電氣網路連線到外部電路。埠由兩個節點組成，這兩個節點透過滿足埠條件的外部電路連線在一起，該條件是流入節點的電流相同且方向相反。

• 節點 - 節點是兩個或多個電路或電路元件可以相互連線的位置。

• 網孔 - 網孔是由端子和透過埠相互連線的各種支路組成的正常工作的電路。

等效電路

等效電路是一種電氣電路的形式，是對更復雜的電氣電路的簡要描述。一個具有許多電壓源、電流源和電阻的複雜電路可以透過在一個等效電路中聚合這些源來簡化和更容易解釋。或者，我們可以用一個單個的等效無源元件代替電路中兩個或多個在串聯或並聯連線的相似無源元件。因此，這個電路被稱為等效電路。

有兩種等效電路。

• 並聯等效電路 - 並聯等效電路可以描述為並聯等效電路，其中相同的電壓將保持在每個無源元件上，因為所有相同的無源元件都以並聯配置連線。但是，流過每個組成部分的電流是分開的。

• 串聯等效電路 - 如果電路的無源元件以串聯配置連線，則可以將其定義為串聯等效電路。因此，流過每個元件的電流相同，但每個元件上的電壓不同。

節點分析

網路分析可以稱為節點分析，它可以用來確定電壓如何在電路的節點之間分配。這種方法也稱為節點電壓法，使用基爾霍夫電壓定律、基爾霍夫電流定律和歐姆定律建立一個方程，將每個電路節點之間測量的電壓與一些參考電壓相關聯。而大多數情況下，我們使用地線作為參考。一系列線性方程中的變數是相鄰節點之間測量的電壓降，可以使用標準演算法來求解問題。

網孔分析

該技術也稱為網孔電流環路。使用歐姆定律，我們可以確定環路中的電壓值。支路被識別為連線兩個節點並具有電路元件的路徑，稱為網孔。當網孔只有一個支路時，支路電流稱為網孔電流。相反，當網孔有兩個支路時，網孔電流要麼是兩個網孔環路的總和，要麼是它們的差值，具體取決於它們是平行還是反平行執行。

網路分析的重要性

網路分析對於確定網路中每個元件或成員的電流和電壓值非常重要。

• 我們可以使用網孔分析來確定具有許多環路的電路的 V 和 I。此分析同時實現了 KVL 和歐姆定律。

• 如果一個電路有很多節點，那麼用簡單的方法計算每個節點的電流或電壓是很困難的，所以在這裡我們可以使用節點分析。

因此，透過計算網路中任何節點或元件的電流值，我們可以根據需要調整或修改網路。在複雜的橋式電路中，我們使用網路分析來確定其特性。

結論

網路分析是確定電路中任何點或任何元件的電流和電壓值的最重要技術。此外，在現代科技時代，我們可以利用網路分析設計輸入低、輸出高的裝置。

常見問題

1. 網路分析中雙向元件是什麼意思？

當電壓和電流關係在電流沿兩個方向流動時相同，則該元件稱為雙向元件。例如，阻抗、電容、電阻等。具有雙向元件的網路稱為雙向網路。

2. 網路分析中單向元件是什麼意思？

當電壓和電流之間的關係因流過它的電流方向的變化而改變時，該元件稱為單向元件。這些元件的例子包括矽二極體、真空二極體、整流器等。配備了這些元件的網路稱為單向網路。

3. 基爾霍夫定律在網路分析中的意義是什麼？

基爾霍夫定律指出，電路中總電流之和為零。

$$\mathrm{總輸入電流\: =\: 總輸出電流}$$

此規則對於在分析過程中確定網路中的電流損失或增益非常有用。

4. 為什麼在網路分析中使用歐姆定律？

網路是一組相互連線的電阻器和其他一些元件，因此為了計算這些元件上的電阻、電壓和電流的值，我們在網路分析中使用歐姆定律。

5. 什麼是橋式網路？

網路或電路的形狀像一座橋。在這種型別的網路中，兩個分支或電路由第三個分支連線或橋接。