Was ist eine Maschenanalyse?
Eine Maschenanalyse ist ein Satz mathematischer Gleichungen, mit deren Hilfe die Wege elektrischer Ströme bestimmt werden können. Der Analyseprozess verwendet das Ohmsche Gesetz und das Krichhoffsche Spannungsgesetz, um zu untersuchen, wie verschiedene Punkte auf einer Leiterplatte Kommunikationsbindungen bilden. Es geht darum, die Schleifen einer Leiterplatte zu isolieren, Ladungen mit entgegengesetzter Spannung zu identifizieren und Werte in Gleichungen zu setzen, um die unbekannte Richtung der Ströme zu lösen. Die Maschenanalyse ist eine von vielen Methoden zur Analyse elektrischer Ströme und wird auch als Schleifenstrommethode bezeichnet.
Schleifen sind eine Möglichkeit, um festzustellen, ob eine Leiterplatte oder ein Netzwerk, das auf Schaltungen beruht, betriebsbereit ist und ordnungsgemäß funktioniert. Ein Teil einer Maschenanalyse zeigt, welche Schleifen zwischen verschiedenen Schaltkreisen auf einer einzelnen Platine oder in einem gesamten voneinander abhängigen Satz von Schaltkreisen wie einem Telekommunikationsnetz existieren. Schleifen können als Beziehungen zwischen verschiedenen kritischen Punkten oder Knoten betrachtet werden. Der zwischen Punkten oder Knoten gesendete elektrische Strom ermöglicht den Kommunikationsprozess und die Übertragung von Informationen.
Sobald die Schleifen einer Leiterplatte bestimmt sind, besteht der nächste Schritt in einer Maschenanalyse darin, die elektrische Ladung jedes Knotens zu identifizieren. Eine der Eigenschaften einer Schleife besteht darin, dass sie zwischen zwei Knoten auftritt, die entgegengesetzte Spannungsladungen aufweisen. Beispielsweise kann einer der Knoten auf einer Platine, die mit "A" bezeichnet ist, eine negative Ladung aufweisen, während ein mit "B" bezeichneter Knoten eine positive Ladung aufweisen kann. Während des Analyseprozesses werden die Spannungsladungen entsprechend dem vorgeschlagenen Stromfluss angenommen.
Der komplizierteste Teil des Netzanalyseprozesses besteht darin, die Gleichungen zu bilden, aus denen hervorgeht, ob die angenommene Stromrichtung richtig oder falsch ist. Krischhoffs Spannungsgesetz nimmt den Spannungswert des Widerstands der ersten Schaltung und addiert ihn zum Betrag des unbekannten Werts des ersten Stroms und des zweiten Stroms, der dann mit zwei multipliziert wird. Dieses Ergebnis wird auch zum unbekannten Wert des ersten Stroms multipliziert mit vier addiert. Der Wert der ersten Seite der Gleichung ist gleich Null und wird algebraisch gelöst.
Durch Isolieren der unbekannten Werte beider Stromkreise zeigen die Werte für den ersten und den zweiten Stromkreis, welche Seite wirklich negativ und positiv ist. Die Maschenanalyse zeigt die korrekte Richtung des elektrischen Stroms, indem gezeigt wird, welche Seite die Abwärts- und Aufwärtsströmungen akzeptiert. Negative Ladungen, die durch einen Widerstand fließen, zeigen einen Aufwärtsfluss an, während positive Ladungen einen Abwärtspfad widerspiegeln.