Piirianalyysi
Piirianalyysi tai piiriteoria tarkoittaa sähkötekniikassa virtapiirien käyttäytymisen ja toiminnan analysoimiseksi käytettäviä menetelmiä.[1] Piirianalyysi koostuu siis virtapiirin toimintaa kuvaavista malleista sekä analysointiin tarkoitettavista menetelmistä.[1] Yleensä keskeisinä osana piirianalyysia on tunnettujen suureiden avulla ratkaista jossakin virtapiirissä esiintyviä suureita, kuten jännitteitä, virtoja tai resistansseja.[2][1]
Käsitteet muokkaa
Piirianalyysissä analysoitavien virtapiirien osia ovat muun muassa solmupisteistä ja haaroista.[3][4] Solmupisteet ovat virtapiirin osia, joissa virtapiirin haarat liittyvät yhteen, ja haaran muodostaa jokin sarjaan kytketty komponentti.[3][5] Solmupisteiden välillä ei koskaan ole oikosulkua.[5][4]
Piirissä esiintyvät elementit voidaan jakaa passiivisiin tai aktiivisiin elementteihin.[6][7] Passiivisia elementtejä ovat muun muassa tehoa kuluttavat elementit, kuten vastukset tai kondensaattorit, kun taas aktiivisia elementtejä ovat tehoa tuottavat elementit, esimerkiksi jännite- tai virtalähteet.[6][7]
Piirianalyysin menetelmät ja perusteet muokkaa
Piirianalyysissa keskeisiä asioita ja menetelmiä ovat muun muassa:[8]
- Ohmin laki[9][10][11]
- Sarjaan- ja rinnankytkentä[12][13]
- Kirchhoffin virtalaki[3][14]
- Kirchhoffin jännitelaki[3][14]
- Solmumenetelmä[15]
- Kerrostamismenetelmä[3][16]
- Theveninin menetelmä[17][18]
- Nortonin menetelmä[17][18]
- Jännitteen- ja virranjakosääntö[3][19]
- Silmukkamenetelmä[3][18]
- Solmumenetelmä[3]
Lähteet muokkaa
- Martti Valtonen & Anu Lehtovuori: Piirianalyysi osa 1: tasa- ja vaihtovirtapiirien analyysi. Helsinki: Unigrafia Oy, 2011. ISBN 978-952-92-8720-8.
- Kimmo Silvonen: Elektroniikka ja sähkötekniikka. Otatieto, 2018. ISBN 978-951-672-377-1.
- Vesa Linja-aho: Sähkötekniikan ja elektroniikan harjoituskirja korkeakouluille. Avoimet oppimateriaalit ry, 2014. ISBN 978-952-7010-04-4.
- Lauri Aura & Antti J. Tonteri: Teoreettinen sähkötekniikka ja sähkökoneiden perusteet. WSOY, 1995. ISBN 951-0-20166-9.
- Jukka Ahoranta: Sähkötekniikka. Sanoma Pro Oy, 2015. ISBN 978-952-63-1570-6.
- Nigel P. Cook: Introductory DC/AC Circuits. Sixth Edition. Pearson Prentice Hall, 2005. ISBN 0-13-114006-X (englanniksi).
- Charles K. Alexander & Matthew N. O. Sadiku: Fundamentals of Electric Circuits. Seventh Edition. McGraw-Hill Education, 2021. ISBN 978-1-260-57079-3 (englanniksi).
- Timo Lehmusvuori & Nori El Mahboul: Teoreettinen sähkötekniikka. Voltti 1. Edita, 2007. ISBN 978-951-37-4910-1.
Viitteet muokkaa
- ↑ a b c Martti Valtonen & Anu Lehtovuori: Piirianalyysi osa 1 s. 1–5
- ↑ Lauri Aura & Antti J. Tonteri: Teoreettinen sähkötekniikka ja sähkökoneiden perusteet s. 82
- ↑ a b c d e f g h Lauri Aura & Antti J. Tonteri: Teoreettinen sähkötekniikka ja sähkökoneiden perusteet s. 82–103
- ↑ a b Kimmo Silvonen: Elektroniikka ja sähkötekniikka s. 29
- ↑ a b Martti Valtonen & Anu Lehtovuori: Piirianalyysi osa 1 s. 21–22
- ↑ a b Charles K. Alexander & Matthew N. O. Sadiku: Fundamentals of Electric Circuits s. 14
- ↑ a b Martti Valtonen & Anu Lehtovuori: Piirianalyysi osa 1 s. 12–13
- ↑ Vesa Linja-aho: Sähkötekniikan ja elektroniikan harjoituskirja korkeakouluille s. 4–6
- ↑ Jukka Ahoranta: Sähkötekniikka s. 41, 79, 83, 94,
- ↑ Timo Lehmusvuori & Nori El Mahboul: Teoreettinen sähkötekniikka s. 27
- ↑ Kimmo Silvonen: Elektroniikka ja sähkötekniikka s. 35–36
- ↑ Nigel P. Cook: Introductory DC/AC Circuits s. 170, 212
- ↑ Timo Lehmusvuori & Nori El Mahboul: Teoreettinen sähkötekniikka s. 67–70
- ↑ a b Timo Lehmusvuori & Nori El Mahboul: Teoreettinen sähkötekniikka s. 38–39
- ↑ Martti Valtonen & Anu Lehtovuori: Piirianalyysi osa 1 s. 89
- ↑ Nigel P. Cook: Introductory DC/AC Circuits s. 285
- ↑ a b Nigel P. Cook: Introductory DC/AC Circuits s. 289–292
- ↑ a b c Timo Lehmusvuori & Nori El Mahboul: Teoreettinen sähkötekniikka s. 73–76
- ↑ Timo Lehmusvuori & Nori El Mahboul: Teoreettinen sähkötekniikka s. 62–64