ใบความรู้ โนดโวลท์เตจ

วัตถุประสงค์

1. อธิบายความหมายของโนดโวลท์เตจได้

2.เขียนสมการโดยใช้วิธีโนดโวลท์เตจได้

3.คำนวณหาค่าต่างๆในวงจรโดยใช้วิธีโนดโวลท์เตจได้

โนด (node) คือจุดต่อในวงจรที่มีจำนวนสาขาตั้งแต่ 2 สาขาขึ้นไป ถ้ามีสาขาตั้งแต่ 3 สาขาขึ้นไปมาต่อรวมกันก็จะ

เรียกว่า ปริ้นท์ซิเปิ้ลโนด (principle node )

             โนดโวลท์เตจ (node voltage) หมายถึงความต่างศักย์ระหว่างจุด 2 จุด หรือความต่างศักย์ระหว่างโนด 2 โนด

             ในวงจร กล่าวคือ เป็นความแต่ต่างของระดับแรงดันที่โนดใด ๆ ก็ได้ในวงจร เมื่อนำไปเปรียบเทียบกับ โนดอ้างอิง

                (reference node)

                          ซึ่งจะกำหนดให้ Princible node ใดโนดหนึ่งเป็นโนดอ้างอิงก็ได้แต่โดยทั่วไปแล้ว จะเลือกโนดอ้างอิงที่ต่อ

             ร่วมอยู่กับกราวนด์เสมอ เพราะว่าง่ายต่อการพิจารณาและการคำนวณ ดังในรูปที่ 3-1 จะเห็นได้ว่า เลือกโนด 2 เป็นโนด

             อ้างอิง

ดังนั้น จะได้ เป็นแรงดันระหว่างโนด 1 กับ 2

รูปที่ 3-1

จากวงจรในรูปที่ 3-1 เมื่อกำหนดโนดโวลท์เตจ เราก็สามารถที่จะคำนวณหาค่าโนดโวลท์เตจ

ได้โดยการนำกฎกระแสของเคอร์ชอฟฟ์ มาใช้ในการพิจารณา

สมมติให้กระแสไหลเข้าหา โนด1 ทุกๆ สาขาที่โนด 1 คือกระแส และ ไหลออกจากโนด 1จากกฏ

กระแสของเคอร์ชอฟฟ์ จะได้ผลรวมของกระแส โนด 1 มีค่าเท่ากับศูนย์

จากกฏกระแสของเคอร์ชอฟฟ์ จะได้

แต่ , และ

แทนค่า และ ในสมการที่ 1 จะได้

+ + = 0 ......................2

จำนวนสมการของโนดโวลท์เตจ

จากวงจรในรูปที่ 3-1 จะเห็นได้ว่ามี Princible node ทั้งหมดอยู่ 2 โนด คือโนด 1, 2

กำหนดให้โนด 2 เป็นโนดอ้างอิง

นั่นคือ จำนวนสมการของโนดโวลท์เตจจะมีค่าน้อยกว่าจำนวนของ Princible node อยู่ หนึ่งเสมอ

เมื่อกำหนดให้ n = จำนวนของ Princible node

ดังนั้น จำนวนสมการของโนดโวลท์เตจ = n – 1

ลำดับขั้นการสร้างสมการของโนดโวลท์เตจ

1. กำหนดโนดลงในวงจร ซึ่งจะมีทั้ง Princible node และโนดอ้างอิงเมือกำหนดโนดแล้วก็จะได้โนดโวลท์เตจ

( แรงดันระหว่าง Princible node กับโนดอ้างอิง ) และโนดโวลท์เตจอ้างอิง ( แรงดันที่โนดอ้างอิง )

2. การพิจารณาดโนดโวลท์เตจจะให้ระดับของแรงดันที่ Princible node ทมีค่าสูงกว่าระดับของแรงดันที่โนดอ้างอิง

3. สมมติและกำหนดทิศทางของกระแสที่ Princible node การกำหนดทิศทางของกระแสที่ Princible node

จะกำหนดให้ไหลออกจาก Princible node ก็ได้เพราะว่า ผลลัพธ์ที่ได้ จะมีค่าเหมือนกันทุกประการ