Silmukkamenetelmä (myös silmukkavirtamenetelmä) on eräs sähköisten virtapiirien ja verkkojen ratkaisuun liittyvä systemaattinen menetelmä. Silmukkamenetelmässä käytetään Kirchhoffin jännitelakia ja tällöin saadaan selvitettyä virtapiirin silmukoissa kulkevat virrat.

  • Nähdään virtapiiri moniruutuisena ikkunana ja merkitään joka ruutuun silmukkavirta
  • Joka ruudulle kirjoitetaan oma jänniteyhtälö ja ratkaistaan silmukoissa kulkevat virrat.
  • Ruuduille yhteisten komponenttien resistanssi/impedanssi pitää huomioida molempien silmukkavirtojen osalta.
  • Silmukkavirran kiertosuunnan saa valita vapaasti.

Laskuesimerkki

muokkaa

Selvitetään piirissä kulkevat silmukkavirrat sekä haaroissa kulkevat yksittäiset virrat.

  • Esimerkissä oletetaan vaihtovirtalähteiden toimivan samalla taajuudella: eri nimellistaajuuksisille virtalähteille ei menetelmää voi suoraan soveltaa.
  • Laskuesimerkki pätee myös tasavirtapiireille.

  

  • Kirjoitetaan jokaiselle ruudulle oma jänniteyhtälö:

 

 

 

  • Nyt voidaan ratkaista silmukkavirrat  ,   ja  
  • Yksittäisten haarojen virrat voidaan laskea seuraavasti:

 

 

 

 

 

  • Mikäli virran arvoksi tulee negatiivinen luku, tarkoittaa se sitä, että virran todellinen kulkusuunta on vastakkainen piiriin merkitylle.

Muita virtapiirien laskentamenetelmiä

muokkaa

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
  • 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)

Kirjallisuutta

muokkaa

Aiheesta muualla

muokkaa