Estoy estudiando estos tres métodos y estoy confundido sobre cuál de ellos se usa exactamente cuándo. Esta es una pregunta muy amplia. Por lo tanto, algunos podrían explicar en términos generales la diferencia de los tres métodos, ya que esto podría traerme alguna aclaración.
Como entiendo, el análisis de malla es KVL y el análisis de nodo es KCL? ¿Estoy aquí o mal? ¿De dónde viene la superposición?
KVL indica que la suma de voltajes alrededor de un circuito (bucle) es cero. Múltiples bucles interconectados crean una malla. Esto le permite escribir un sistema de ecuaciones que se pueden resolver para todos los voltajes (y corrientes) en la malla. Así que sí, KVL y el análisis de malla están estrechamente relacionados.
De manera similar, KCL establece que la suma de las corrientes en (o fuera de) un nodo es cero. Esto le permite escribir un sistema diferente de ecuaciones que se pueden resolver para todas las corrientes (y voltajes) en el circuito (colección de nodos interconectados). KCL y el análisis nodal están estrechamente relacionados.
La superposición es un enfoque utilizado para tratar con circuitos lineales que tienen múltiples fuentes de independencia, en las que evalúa cada fuente independiente, una a la vez, y luego suma los resultados. El análisis de malla o nodal se puede utilizar para las soluciones individuales.
El análisis de voltaje de nodo y el análisis de corriente de malla son técnicas de análisis de circuitos que aplican KCL y KVL sistemáticamente. En el análisis de voltaje de nodo, aplica KCL en cada nodo desconocido en el circuito (es decir, suma las corrientes que fluyen fuera del nodo). En el análisis de la corriente de malla, aplica KVL alrededor de cada malla en el circuito.
El corazón de tu pregunta es uno común: ¿qué técnica debo aplicar para analizar el circuito? En general, hay muchos enfoques para el análisis de circuitos, y es una cuestión de preferencia al elegir entre diferentes métodos; Afortunadamente, la elección entre el análisis de voltaje de nodo y el análisis de la corriente de malla es inequívoca. Ambos métodos se reducen a resolver un sistema de ecuaciones lineales (es decir, n ecuaciones yn incógnitas). Para elegir entre los métodos, seleccione el que implique resolver la menor cantidad de ecuaciones. Por ejemplo, si un circuito tiene 3 nodos y 3 mallas, el análisis de Voltaje de Nodo implica resolver 3-1 = 2 ecuaciones (definimos una de los nodos para ser cero voltios); por otro lado, el análisis de la corriente de malla requiere resolver 3 ecuaciones.
Los sistemas lineales generados por los métodos de análisis de Nodo Voltaje y Corriente de Malla se pueden poner en forma de matriz: $$ Ax = b, $$ que se puede resolver por $$ x = A ^ {- 1} b $$ cuando el la matriz A no es singular (lo que es cierto para circuitos razonables).
La superposición como una herramienta de análisis de circuitos aprovecha la naturaleza lineal de estos circuitos, permitiendo la resolución de corrientes y voltajes específicos mediante la desactivación de todas las fuentes, excepto una, a la vez. De esta manera, está relacionado con la discusión anterior (las soluciones podrían ponerse en forma de matriz, pero esto no suele ser necesario). Si bien el principio de superposición es útil, es menos estructurado (algoritmo de lectura) que el análisis de Nodo / Malla.
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