نوڈل وولٹیج تجزیہ

سرکٹ نیٹ ورک کا تجزیہ کرنا پہلے سے ڈیزائن کردہ سرکٹس کو ڈیزائن کرنے یا ان کے ساتھ کام کرنے میں ایک اہم حصہ ہے ، جو سرکٹ نیٹ ورک کی ہر نوڈ یا شاخ میں موجودہ اور وولٹیج سے متعلق ہے۔ تاہم ، نوڈ یا شاخ کا موجودہ ، وولٹیج یا واٹج معلوم کرنے کے لئے یہ تجزیہ عمل قدرے پیچیدہ ہے کیونکہ بہت سارے اجزاء آپس میں جڑے ہوئے ہیں۔ صحیح تجزیہ کرنا اس تکنیک پر بھی منحصر ہوتا ہے جو ہم موجودہ یا وولٹیج کو تلاش کرنے کے ل pick چنتے ہیں۔ تجزیہ کرنے کی بنیادی تکنیک میش کرنٹ تجزیہ اور نوڈل وولٹیج تجزیہ ہیں ۔

یہ دونوں تکنیک مختلف اصولوں پر عمل پیرا ہیں اور ان کی مختلف حدود ہیں۔ کسی سرکٹ کا مناسب طریقے سے تجزیہ کرنے سے پہلے ، یہ معلوم کرنا ضروری ہے کہ تجزیہ کرنے والی تکنیک پیچیدگی اور تجزیہ کے لئے مطلوبہ وقت کے لحاظ سے کس حد تک بہترین موزوں ہے۔

کیا استعمال کریں - میش تجزیہ یا نوڈل تجزیہ؟

اس کا جواب اس حقیقت میں پوشیدہ ہے کہ مخصوص سرکٹ یا نیٹ ورک میں کتنی تعداد میں وولٹیج یا موجودہ ذرائع دستیاب ہیں۔ اگر ٹارگٹڈ سرکٹ نیٹ ورک موجودہ ذرائع پر مشتمل ہے تو ، نوڈل تجزیہ کم پیچیدہ اور آسان ہوگا۔ لیکن ، اگر کسی سرکٹ میں وولٹیج کے ذرائع ہیں تو میش تجزیہ کی تکنیک بہترین ہے اور حساب کتاب میں کم وقت لیتا ہے۔

بہت ساری سرکٹس میں ، موجودہ اور وولٹیج دونوں ذرائع دستیاب ہیں۔ ان حالات میں ، اگر موجودہ ذرائع کی تعداد وولٹیج ذرائع سے زیادہ ہے ، تو پھر بھی نوڈل تجزیہ بہترین انتخاب ہے اور کسی کو وولٹیج کے ذرائع کو مساوی موجودہ ذرائع میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔

ہم نے پہلے میش کرنٹ تجزیہ کی وضاحت کی ، لہذا یہاں اس ٹیوٹوریل میں ، ہم نوڈل وولٹیج تجزیہ اور اس کو سرکٹ نیٹ ورک میں استعمال کرنے کے طریقے پر تبادلہ خیال کرتے ہیں ۔

نوڈل تجزیہ

جیسا کہ نام سے پتہ چلتا ہے ، نوڈل نوڈ اصطلاح سے آیا ہے۔ اب نوڈ کیا ہے ؟

سرکٹ میں مختلف قسم کے سرکٹ عناصر ، اجزاء کے ٹرمینلز وغیرہ ہوسکتے ہیں۔ سرکٹ میں جہاں کم سے کم دو یا زیادہ سرکٹ عنصر یا ٹرمینلز ایک دوسرے کے ساتھ شامل ہوجاتے ہیں اسے نوڈ کہتے ہیں۔ نوڈل پر تجزیہ نوڈس پر کیا جاتا ہے۔

میش تجزیہ کے معاملے میں ، ایک حد ہے کہ میش تجزیہ صرف منصوبہ ساز سرکٹ میں ہی کیا جاسکتا ہے۔ پلانر سرکٹ ایک سرکٹ ہے جسے طیارے کی سطح میں بغیر کسی کراس اوور کے کھینچا جاسکتا ہے۔ لیکن نوڈل تجزیہ کے ل، ، اس طرح کی کوئی حد نہیں ہے ، کیونکہ ہر نوڈ کو ایک وولٹیج تفویض کیا جاسکتا ہے جو نوڈ تجزیہ کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے نوڈ کا تجزیہ کرنے کے لئے ایک ضروری پیرامیٹر ہے۔

نوڈ تجزیہ میں ، پہلا قدم سرکٹ نیٹ ورک میں موجود نمبر نوڈس کی نشاندہی کرنا ہے ، چاہے وہ منصوبہ ساز سرکٹ ہو یا نان-منصوبہ ساز سرکٹ۔

نوڈس ڈھونڈنے کے بعد ، جیسے یہ وولٹیج سے متعلق ہے ، ہر نوڈ میں وولٹیج کی سطح تفویض کرنے کے ل to ایک ریفرنس پوائنٹ کی ضرورت ہے۔ کیوں؟ کیونکہ وولٹیج دو نوڈس کے درمیان ایک ممکنہ فرق ہے۔ لہذا ، فرق کرنے کے لئے ، ایک حوالہ درکار ہے۔ یہ فرق عام یا مشترکہ نوڈ کے ساتھ کیا جاتا ہے جو ایک حوالہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ سرکٹ کے زمینی حوالہ کے علاوہ کامل وولٹیج کی سطح حاصل کرنے کے لئے اس حوالہ نوڈ کو صفر ہونے کی ضرورت ہے۔

لہذا ، اگر پانچ نوڈس سرکٹ نیٹ ورک میں ایک حوالہ نوڈ ہے۔ پھر باقی چار نوڈس کو حل کرنے کے لئے کل چار نوڈل مساوات کی ضرورت ہے۔ عام طور پر ، نوڈل تجزیہ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے سرکٹ نیٹ ورک کو حل کرنے کے ل which جس میں کل نوڈس کی N تعداد ہوتی ہے ، N-1 تعداد میں نوڈل مساوات کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگر یہ سب دستیاب ہیں تو ، سرکٹ نیٹ ورک کو حل کرنا واقعی آسان ہے۔

نوڈل تجزیہ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے سرکٹ نیٹ ورک کو حل کرنے کے لئے درج ذیل اقدامات کی ضرورت ہے ۔

1. سرکٹ میں نوڈس تلاش کرنا
2. این ون مساوات کا پتہ لگانا
3. ن -1 وولٹیج کا پتہ لگانا
4. کرچوف کا موجودہ قانون یا کے سی ایل کا اطلاق

نوڈل تجزیہ - مثال کے طور پر سرکٹ میں وولٹیج کا پتہ لگانا

نوڈل تجزیہ کو سمجھنے کے لئے آئیے نیچے سرکٹ نیٹ ورک پر غور کریں ،

مندرجہ بالا سرکٹ نوڈل تجزیہ کو سمجھنے کے لئے ایک بہترین نمونہ ہے۔ یہ سرکٹ بہت آسان ہے۔ سرکٹ کے چھ عناصر ہیں۔ I1 موجودہ ذریعہ ہے اور R1 ، R2 ، R3 ، R4 ، R5 پانچ مزاحم ہیں۔ آئیے ان پانچ مزاحم کاروں کو پانچ مزاحمتی بوجھ پر غور کریں۔

ان چھ جزو عناصر نے تین نوڈس تخلیق کیے ہیں ۔ تو ، جیسا کہ پہلے تبادلہ خیال کیا گیا ہے ، نوڈس کی تعداد ملی ہے۔

اب ، نوڈس کی N-1 تعداد ہے جس کا مطلب ہے کہ سرکٹ میں 3-1 = 2 نوڈس دستیاب ہیں۔

مذکورہ سرکٹ نیٹ ورک میں نوڈ -3 کو ریفرنس نوڈ سمجھا جاتا ہے ۔ اس کا مطلب ہے کہ نوڈ 3 کی وولٹیج میں 0V کا ریفرنس وولٹیج ہے ۔ لہذا ، باقی دو نوڈس ، نوڈ - 1 اور نوڈ 2 کو وولٹیج تفویض کرنے کی ضرورت ہے۔ لہذا نوڈ -1 اور نوڈ 2 کا وولٹیج سطح نوڈ 3 کے حوالے سے ہوگا۔

اب ، اگلی تصویر پر غور کریں جہاں ہر نوڈ کا موجودہ بہاؤ دکھایا گیا ہے ۔

مذکورہ شبیہہ میں ، کرچوف کا موجودہ قانون لاگو ہے۔ موجودہ نوڈس میں داخل ہونے کی مقدار نوڈس سے چھوڑے جانے والے موجودہ کے برابر ہے۔ تیر نوڈ 1 اور نوڈ 2 دونوں میں دھارے انوڈس کے بہاؤ کا اشارہ کرتے ہیں۔ سرکٹ کا موجودہ ماخذ I1 ہے۔

نوڈ 1 کے لئے ، موجودہ داخل ہونے کی مقدار I1 ہے ، اور موجودہ چھوڑنے کی مقدار R1 اور R2 میں موجودہ رقم کا مجموعہ ہے۔

اوہمس قانون کا استعمال کرتے ہوئے ، R1 کا موجودہ (V1 / R1) اور R2 کا حالیہ ((V1 - V2) / R2) ہے۔

لہذا ، کرچف کے قانون کا اطلاق کرتے ہوئے ، نوڈ 1 مساوات ہے

I1 = V1 / R1 + (V1 - V2) / R2 ……

نوڈ -2 کے لئے موجودہ دھارے R2 کے ذریعہ (V1 - V2) / R2 ہے ، موجودہ R3 کے ذریعے V ₂ / R _{3 ہے} اور ریزسٹر R4 اور R5 مل کر ایک ہی مزاحمت کو حاصل کرسکتے ہیں جو R4 + R5 ہے ، موجودہ کے ذریعے یہ دونوں مزاحمتی V2 / (R4 + R5) ہوں گے۔

لہذا ، کرچوف کے موجودہ قانون کا اطلاق کرتے ہوئے نوڈ -2 کی مساوات تشکیل دی جاسکتی ہے

(V2-V1) / R2 + V2 / R3 + V2 / (R4 + R5) = 0 ………………

ان دو مساوات کو حل کرنے سے ، ہر نوڈ میں وولٹیج کو مزید پیچیدگی کے بغیر پایا جاسکتا ہے۔

نوڈل وولٹیج تجزیہ کی مثال

آئیے ایک عملی مثال دیکھیں-

مذکورہ بالا سرکٹ میں ، 4 مزاحمتی بوجھ 3 نوڈس تخلیق کرتے ہیں ۔ گھنڈی-3 ریفرنس نوڈ ہے 0V کی ایک ممکنہ وولٹیج ہے جس میں. ایک موجودہ ذریعہ ، I1 ہے ، جو موجودہ کی 10A فراہم کرتا ہے اور ایک وولٹیج کا ذریعہ ہے جو 5V وولٹیج فراہم کررہا ہے۔

اس سرکٹ کو حل کرنے اور ہر برانچ میں موجودہ جاننے کے ل N نوڈ تجزیہ کا طریقہ استعمال کیا جائے گا۔ تجزیہ کے دوران ، جیسا کہ دو نوڈس باقی ہیں ، 2 الگ الگ نوڈ مساوات کی ضرورت ہے۔

نوڈ 1 کے لئے ، کرچوف کے موجودہ قانون اور اوہمس قانون کے مطابق ،

I1 = VR1 + (V1- V2) / R2

لہذا ، درست قیمت مہیا کرکے ،

10 = V1 / 2 + (V1 - V2) / 1 یا ، 20 = 3V1 - 2V2 …….

نوڈ 2 کے لئے بھی ایسا ہی ہے

(V2 - V1) / R2 + V2 / R3 + V2 / (R4) = 0 یا ، (V2 - V1) / 1+ V2 / 5+ (V2 - 5) / 3 = 0 یا ، 15V2 - 15V1 + 3V2 + 5V2 - 25 = 0 -15V1 + 23V2 = 25 ……………….

دو مساوات کو حل کرنے سے ، ہمیں V1 کی قیمت 13.08V اور V2 کی قیمت 9.61V ہے ۔

نقلی نتائج کے ساتھ حساب کتاب کے نتائج کی تصدیق کے لئے سرکٹ نے پی ایس پیس میں مزید تعمیر اور نقلی شکل تیار کی۔ اور ہمارے پاس بھی وہی نتائج برآمد ہوئے جن کا حساب کتاب کیا گیا ہو ، ذیل کی تصویر میں مصنوعی نتائج دیکھیں۔

لہذا اس طرح سرکٹ کے مختلف نوڈس میں وولٹیج کا حساب نوڈل وولٹیج تجزیہ کے ذریعہ لگایا جاسکتا ہے ۔