Parece que no se pueden calcular ecuaciones en el método de corriente de malla

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Por lo tanto, me han asignado la tarea de usar el método de corriente de malla para determinar las corrientes en diferentes mallas utilizando SageMath y luego comparar los valores con los obtenidos en Qucs. Mi problema es que SageMath no da los valores esperados y, por lo tanto, creo que mis ecuaciones son incorrectas. Sin embargo, no puedo entender qué es exactamente lo que está mal con ellos ...

Este es mi circuito (De Qucs), junto con los resultados obtenidos para la corriente que pasa por cada sonda, desde la simulación:

Las mallas se indican con números rojos.

Y estas son mis ecuaciones:

$$ EQ_ {M1}: (I_1 - I_2) R3 + (I_1 - I_3) R1 = IV_ {cc1} $$ $$ EQ_ {M2}: (I_2 - I_4) R2 + (I_2 - I_1) R3 = V_ {cc1} $$ $$ EQ_ {M3}: (I_3 - I_1) R1 + (I_3 - I_5) R6 + I_3R9 = 0 $$ $$ EQ_ {M4}: (I_4 - I_2) R2 + I_4R4 + (I_4 - I_6) R7 = 0 $$ $$ EQ_ {M5}: (I_5 - I_3) R6 + (I_5 - I_6) R10 + (I_5 - I_7) R8 + I_5R13 = 0 $$ $$ EQ_ {M6}: (I_6-I_4) R7 + (I_6-I_5) R10 + (I_6-I_8) R5 = IV_ {cc2} $$ $$ EQ_ {M7}: (I_7 - I_5) R8 + (I_7 - I_8) R11 = V_ {cc2} $$ $$ EQ_ {M8}: (I_8 - I_6) R5 + I_8R12 + (I_8 - I_7) R11 = 0 $$

Donde $$ I_n $$ es la corriente en mesh n y $$ IV_ {ccN} $$ es la corriente que pasa por Vn.

¿Podrías ayudarme a averiguar qué está mal con mis ecuaciones? Gracias de antemano!

    
pregunta Kiwii

2 respuestas

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Es más fácil formular sus ecuaciones sin cometer errores si asume que todos los bucles son hacia la derecha o hacia la izquierda. Supongo que en el sentido contrario a las agujas del reloj para las siguientes ecuaciones, que comienzan utilizando siempre la esquina inferior izquierda del bucle como punto de partida y siempre trabajan alrededor del bucle en sentido contrario a las agujas del reloj:

$$ \ begin {align *} 0 \: \ textrm {V} - \ left (I_1-I_3 \ right) \ cdot R_1- \ left (I_1-I_2 \ right) \ cdot R_3-V_ {I_1} & = 0 \: \ textrm {V} \ tag {1} \\ 0 \: \ textrm {V} - \ left (I_2-I_4 \ right) \ cdot R_2 + 10 \: \ textrm {V} - \ left (I_2-I_1 \ right) \ cdot R_3 & = 0 \: \ textrm {V} \ tag {2} \\ 0 \: \ textrm {V} - \ left (I_3-I_5 \ right) \ cdot R_6- \ left (I_3-I_1 \ right) \ cdot R_1-I_3 \ cdot R_9 & = 0 \: \ textrm {V} \ tag {3} \\ 0 \: \ textrm {V} - \ left (I_4-I_6 \ right) \ cdot R_7-I_4 \ cdot R_4- \ left (I_4-I_2 \ right) \ cdot R_2 & = 0 \: \ textrm {V} \ etiqueta {4} \\ 0 \: \ textrm {V} - \ left (I_5-I_7 \ right) \ cdot R_8- \ left (I_5-I_6 \ right) \ cdot R_ {10} - \ left (I_5-I_3 \ right) \ cdot R_6 -I_5 \ cdot R_ {13} & = 0 \: \ textrm {V} \ tag {5} \\ 0 \: \ textrm {V} - \ left (I_6-I_8 \ right) \ cdot R_5-V_ {I_2} - \ left (I_6-I_4 \ right) \ cdot R_7- \ left (I_6-I_5 \ right) \ cdot R_ {10} & = 0 \: \ textrm {V} \ tag {6} \\ 0 \: \ textrm {V} - \ left (I_7-I_8 \ right) \ cdot R_ {11} - \ left (I_7-I_5 \ right) \ cdot R_8-10 \: \ textrm {V} & = 0 \: \ textrm {V} \ tag {7} \\ 0 \: \ textrm {V} -I_8 \ cdot R_ {12} - \ left (I_8-I_6 \ right) \ cdot R_5- \ left (I_8-I_7 \ right) \ cdot R_ {11} & = 0 \ : \ textrm {V} \ tag {8} \ end {align *} $$

Nominalmente, esto sugeriría que tienes ocho ecuaciones con diez incógnitas (las ocho variables de bucle actuales más \ $ V_ {I_1} \ $ y \ $ V_ {I_2} \ $.) Sin embargo, también sabes que que \ $ I_1 = 10 \: \ textrm {mA} \ $ y que \ $ I_6 = -10 \: \ textrm {mA} \ $. Así que esto es realmente ocho ecuaciones y ocho incógnitas.

Dijiste que sabes cómo usar salvia. Por lo tanto, si configura las ecuaciones anteriores como eq1 a eq8, puede escribir la siguiente expresión de resolución sabia:

solve([eq1,eq2,eq3,eq4,eq5,eq6,eq7,eq8],i2,i3,i4,i5,i7,i8,vi1,vi2)

Tenga en cuenta que no agregué \ $ I_1 \ $ o \ $ I_6 \ $ a la lista de incógnitas para resolver, ya que se conocen (junto con los valores de resistencia).

De eso, obtengo de sage:

{i5: -0.00369878505234083,
 i7: -0.00403534757110546,
 i2: 0.00622950819672131,
 vi2: 135.173395904543,
 i8: -0.00337102940293429,
 vi1: -22.0735198044639,
 i3: -0.000762044394627810,
 i4: -0.00442622950819672}

Lo que estoy seguro es correcto.

    
respondido por el jonk
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Debido a que la malla 1 tiene una fuente actual (no compartida con otra malla), puedes escribir $$ I_1 = 10 \ {\ rm mA} $$ en lugar de tu primera ecuación.

Del mismo modo, para la malla 6, $$ I_6 = 10 \ {\ rm mA}. $$

Si alguna de estas fuentes actuales hubiera estado en una rama compartida por dos mallas, habrías tenido que introducir las súper mallas.

    
respondido por el The Photon

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