Výpočet obvodu metodou smyčkových proudů.

[Brozicek]

Můj vnuk v 1. ročníku elektrotechniky se učí metodu výpočtů pomoci "smyčkových proudů".
Pořád se opakují stejné přiklady s odporovými sítěmi jako vzor výpočtů.
Je opravdu dobré tomu dobře rozumět. Nějak se tím logicky a prakticky do paměti vrývají Kichhoffovy zákony. Uznávám, že ve škole je dobré a vhodné to učit a naučit.

Na druhé straně musím napsat, že jsem ve své dloholeté praxi až do důchodu nikdy neřešil nějaký obvod, kde bych tuto metodu v praxi potřeboval a využil.
Vše zůstává jen u školních příkladů, které jednotliví autoři opisují s malými obměnami jeden od druhého. Vedle zapsání výpočtových vzorců si pak studenti procvičují hlavně matematické řešení linárních rovnic a dvou a třech neznámých. Složitější odporové sítě, které potřebují rovnice s více neznámými, jsem nikde jako příklad neviděl.
Kdysi hodně dávno jsme se ve škole učili řešit soustavu rovnic s mnoha neznámými maticovým počtem. Jak se to dělá, to už jsem dávno zapoměl, a nikdy jsem to v životě nepotřeboval. Na internetu je také o tom dost k nalezení.

Učitelé bazírují na tom, aby se žáci ty smyčkové proudy učili a naučili, i když to v praxi asi nepoužijí.

Já bych kladl podstatně větší důraz na výpočty děličů napětí i se započtením vnitřního odporu zdroje. Bazíroval bych na zatíženém a nezatíženém děliči atd. atd. Také bych procvičoval rozdíl mezi děličem a stabilizátorem, třeba základ se zenerovou diodou. To se v paxi určitě více hodí.

Můj vnuk zvládl už trochu ty smyčkové proudy. Dal jsem mu však jednoduchý příklad, aby vypočetl předřadný odpor k žárovce 5V/0,5A připojené na zdroj 30 V. A u toho málem vyhořel. V škole se s tím zatím nesetkal. Já bych právě tím začínal učit a na tom bazíroval.

Co vy, potřebovali jste někdy v praxi počítat nějaký obvod s využitím metody smyčkových proudů?

[serviceman]

Myslím, že jsem to použil jenom jednou, a to když už se tady dřív někdo na to ptal. Nicméně soudím, že je to velmi dobrý základ pro chápání obvodů, a že by to měl každý ovládat.

[bdn]

Smyčkové proudy bych nezatracoval. Hodí se to v případě, kdy jsou v jednom obvodu 2 zdroje napětí.
Jde o to, že ty osnovy připravují odborníci, kteří mají vazbu na to, co se vyžaduje/vyučuje i v zahraničí. Samozřejmě další věc je osobnost učitele, jak to umí předat dětem. O tom jsou sáhodlouhé diskuze třeba na eduin.cz.
Spíše bych urychlil reformu ve školství, proškrtat tam věci o kterých se ví, že nic nepřinášejí.

[Brozicek]

Smyčkové proudy bych nezatracoval. Hodí se to v případě, kdy jsou v jednom obvodu 2 zdroje napětí. ......

Na přiloženém schéma je typický učebnicový příklad. Podobných obvodů je na internetu spousta, na kterých se předvádí postup výpočtu.
Rád bych však viděl konkrétní, praktické a potřebné zapojení, které je pro nějaký účel navrženo, a jehož parametry se musí spočítat pomoci smyčkových proudů.
Mne žádné takové reálné zapojení nenapadá.

[bdn]

@takové reálné zapojení nenapadá
Tak si představ, že V2 je záložní akumulátor s vnitřním odporem R3, V1 je zdroj napětí s vnitřním odporem R1, R2 je spotřebič. Otázka zní, jaké bude napětí na svorkách spotřebiče? Jaký proud bude téct do akumulátoru...

EDIT1: Ještě mě napadá typická aplikace pro schéma výše je balancér Lion článků. Namísto R2 je tranzistor, který se otevírá a "odlehčuje" tak nabíjenému článku.

[Bernard]

Když si teenager zvolí za svou budoucí profesi elektrotechniku, nemusí hned řešit reálné situace. Analýza lineárních obvodů v ustáleném stavu je základem pro všechno další, a na modelových příkladech se dají demonstrovat a porovnávat všechny běžné postupy: metoda smyčkových proudů, uzlových napětí, princip superpozice, Theveninova a Nortonova věta, transfomace Δ-Y a Y-Δ. Zapojení se střídavými harmonickými zdroji pak mohou obsahovat vzájemné indukčnosti, i s tím se musí adept poprat. Po těchto základech mohou nastoupit přechodové jevy a nelineární obvody, a snad i ty příklady z praxe.

[bdn]

Ono je ukázka konkrétní aplikace velice důležitá. Je prokázáno, že lidi se lépe učí "prožitkem" než při sezení a poslechem výkladu přednášejícího. Do moderních učebnic už se přidává kapitola s názvem "Motivace", aby člověk, který o daném jevu nic neví, si mohl alespoň zařadit, kde ten jev má praktické použití.

[Yarda1]

https://forum.root.cz/index.php?topic=25488.0

[termit256]

Osobne taky moc nechapu proc tohle nosit v hlave. Kdo s tim dela kazdy den, si vzorecky jednoduse najde a zapamatuje. Ja podobne veci potrebuju jednou za uhersky rok, takze je rychlejsi si to namalovat v simulatoru a budu mit jistotu ze to bude 100% spravne.

Zas bude nekdo ze "stare skoly" namitat, ze takovym postupem se blbne apod. ale je to obdobne jako bych rikal, ze dotycny blbne kdyz ty rovnice nepocita na papire, ale pouziva kalkulacku A ze lidi kteri tyhle kecy mleli bylo, kdyz prisly na trh prvni kalkulacky

[samec]

Já bych kladl podstatně větší důraz na výpočty děličů napětí i se započtením vnitřního odporu zdroje. Bazíroval bych na zatíženém a nezatíženém děliči atd. atd. Také bych procvičoval rozdíl mezi děličem a stabilizátorem, třeba základ se zenerovou diodou. To se v paxi určitě více hodí.

vzájomné indukčnosti, krížový modulátor, prúdové zrkadlo...
Koľko poučiek sa treba nabifliť, aby niekto mohol povedať, že rozumie elektrike?
Pričom ak niekto pochopí dva Kirchhoffové zákony, tak všetko ostatné si odvodí.

Elektrotechnický robotník ovláda množstvo elektrotechnických poúčok a vrámci ních vie pracovať. Ak je niečo mimo poúčok tak to nevie. Elektrotechnický inžinier ovláda niekoľko základných elektrotechnicko-fyzikálnych princípov a všetko ostatné si odvodí. Aj to, čo ešte neodvodil nikto pred ním.

[Brozicek]

.....Tak si představ, že V2 je záložní akumulátor s vnitřním odporem R3, V1 je zdroj napětí s vnitřním odporem R1, R2 je spotřebič. Otázka zní, jaké bude napětí na svorkách spotřebiče? Jaký proud bude téct do akumulátoru.....

Myslím si, že ten příklad je jen opět jako demnostrativní. Umím si "představit" takové zapojení, ale v praxi bych ho nikdy nepoužil, abych jeho parametry počítal smyčkovými proudy. Snad olověný akumulátor by snesl trvale nabíjení nějakým malým udržovacím proudem, aby v případě výpadku napájení nahradil hlavní zdroj.
Ty Lion články jsou mimořádně citlivé na nabíjení, zejména přenabití a podvybití. Nějaké jednoduché zapojení bych asi také nerealizoval.

Tím nerozporuji tvůj názor, ale kolikrát za dobu aktivní praxe budeš takové zapojení počítat a realizovat.

Kdysi v mládí jsem učil na strojírenském učilišti s maturitou "Automatizaci", jako externí učitel. Byl tam také stálý učitel, který učil základy elektrotechniky. Ryzí teoretik, asi v živote nedržel v ruce voltmetr a pájku. Pro něj byl nejdůležitější "Indukční zákon" a vtloukal ho do hlavy studentům. Ti tomu prd rozuměli, a k ničemu to jako strojaři neměli. Pravidlo levé a pravé ruky jim bylo k ničemu (ja si celý život pamatuji "dynamo toč pravicí" nebo "cívka jako dívka, napřed napětí pak proud"). Studenti mi byli vděčni, když jsem do svých hodin přidal lekci k praktickém pochopení Ohmova a Kirchhoffových zákonů. V předmětu Elektrotechnika byli z těch teorií, včetně smyčkových proudů, zděšení.

[maxijaroslav]

Taky jsem dost dlouho učil tyhle předměty - a mám takový dojem, že je problém docela jinde. Smysl školy v základu není nacpat do studentů nějaké věčné pravdy, ale přimět je, aby se NAUČILI UČIT SE. Protože svět se mění velmi rychle a stále přichází nové věci - když jsem kdysi dávno studoval, dělal jsem např. i zkoušku z navrhování vakuových elektronek a podobně. O mikroprocesorech nebylo ani zmínky a o moderních IO teprve... A pak jsem jednu dobu učil i jednočipy atd.
Takže není vlastně důležité, co přesně se učí - ale schopnost studenta se naučit žádané. Protože v praxi budou už úplně jiné součástky a metody než byly v době, kdy chodil do školy.
Btw.: I když jsem mnoho let navrhoval a vyráběl speciální měřidla, kirchhoffovy zákony jsem při tom taky nepoužíval.

[bdn]

I když metodu smyčkových proudů v praxi třeba nepoužiješ, je to metoda, která je historicky součástí nějakého celku, jmenuje se to "Teorie obvodů". Pokud elektrikář zná tyto základy, dokáže potom říct, co se stane pokud zapojíš dva zdroje různého napětí a tři rezistory. Bez těchto základů budeš obtížně zjišťovat, zda proud teče do zdroje nebo ze zdroje.
Konkrétní aplikace může být zapojení s operačním zesilovačem, kde se sčítají dva a více příspěvků.
Jde o to, když se potkají dva absoloventi SŠ elektrotechnické z různých škol, aby byli schopni vyřešit jednoduchou úlohu.

[milosak]

Na Ječný v Praze syna trápila z matiky pani doktorka Límová s maticema (1.ročník)
s tím že matice využije právě na výpočty v odborných předmětech.

Po dotazu u místního učitele na elektrotechniku jsem se dozvěděl, že výpočty pro
obvody s maticema nikdy na této škole potřebovat nebudou .

Pravá ruka neví co dělá levá ....

[rudolf02]

No, coby mladý ušák jsem měl stěstí si promluvit s prvorepublikovým inžinýrem. Také můj vzdálený strýc prošel vzděláním u Bati.
Oba se vyznačovali širokým rozhledem, sebevědomým vystupováním, solidní praxí a jako důchodci znali nejnovější trendy v technice.
Na škole si cenili, že se naučili samovzdělávání, dostali odborný a společenský základ, učili se principy a nikoli vzorečky a hlavně spolupráci a vedení pracovních celků. Kdo na to neměl, obvykle vypadl během školy. A nejdůležitější předmět byl pro oba matematika, odborné předměty a jazyky byly druhé.
Asi se vám to nebude líbit, ale aby elektrikář neznal Kirchhoffa, to je na mě moc. To jako ve smyčce má zdroj 10 voltů a na spotřebičích je 16 voltů, anebo že do uzlu teče 10 ampérů a vytéká 50 miliampérů? Co jiného je ten Kirchhoff? Vždyť obvody s více zdroji lze řešit i jinými metodami. A smyčkové proudy mají k němu hodně blízko.
Simulátory jsou výborná věc. Ale pro lepší pochopení teorie. Nevím, komu z vás složitý návrh ze simulátoru chodil na první zapojení bez nutnosti úprav nebo nastavení mimo jiné i z důvodu tolerance součástek. Podobně kalkulačky usnadňují přesné výpočty, pokud se nevyskytují velké rozdíly v řádech. A opět jsme u principů výuky.
Namísto maturantů a vyučených se personalisté začínají setkávat s absolventy