Virtareittejä

Virtareittejä on käsite, joka kuvaa sähköverkossa niitä reittejä, joita sähkövirta voi kulkea verkon topologian ja komponenttien impedanssien määrittämänä. Termi korostaa sitä, miten piirin osa-alueet muodostavat mahdollisia polkuja virran kululle ottaen huomioon sekä tavan että määrän, jolla virta jakautuu eri radoille.

Sovellus ja merkitys. Sähköpiireissä virtareittejä ei ole yhtä ainoaa polkua; virta jakautuu useammalle paralleliselle reitille sen mukaan, miten kunkin reitin impedanssit poikkeavat toisistaan. Suuremmat impedanssit johtavat pienempään virtaan, ja vaihevaihteluissa sekä resistanssin että reaktiivisuuden vaikutukset vaikuttavat kokonaisvirtauksen jakautumiseen. Aurinkosähkö- tai tehomittauksissa virtareittejä tarkastellaan sekä normaalin käytön että vikatilanteiden aikana, jolloin virta saattaa reitittäytyä eri tavalla.

Analyysia ja menetelmiä. Virtareittejä voidaan analysoida perinteisillä sähköopillisin tavoilla, kuten nodaalianalyysillä (KCL) ja silmukkatyylipohjaisella analyysillä (KVL), sekä hyödyntämällä impedansseja AC-signalien osalta. Yksinkertaisessa esimerkissä kahdesta rinnankäyräisesta resistiivisestä haaraista virta jakautuu V/R1 ja V/R2 mukaan, ja kokonaisvirta on summa näistä. Monimutkaisemmissa verkoissa käytetään simulointiohjelmistoja (esim. SPICE) tai laskentamenetelmiä nyanssien, kuten kapasitanssin ja induktanssin huomioimiseksi.

Esimerkit ja konteksti. Virtareittejä käsittelee muun muassa piirisuunnittelu, jossa lämpökuorman, johtojen kapseloinnin ja suojalaitteiden oikea-alaisten reittejä ymmärretään vikasuhteiden ja luotettavuuden arvioimiseksi. Sähköverkoissa sekä jatkuva- että vaihtovirtaan liittyvät virtareitit voivat muuttua kuormituksen ja vikoja aiheuttavien ilmiöiden seurauksena.

Lisätietoa ja liittyvät käsitteet. Katso myös Ohmin laki, Kirchhoffin lait, nettolaskenta ja verkkoanalyysi, impedanssi sekä sähköverkon simulointi.