網(wǎng)孔 節(jié)點(diǎn)分析PPT課件

1、1本章教學(xué)要求本章教學(xué)要求熟練掌握網(wǎng)孔分析法;了解互易定理及在電路分析計(jì)算中的應(yīng)用;熟練掌握節(jié)點(diǎn)分析法;掌握含運(yùn)算放大器的電阻電路的計(jì)算；了解電路對(duì)偶性。第1頁(yè)/共26頁(yè)2本次課教學(xué)要求本次課教學(xué)要求 1、熟練掌握網(wǎng)孔分析法； 2、了解互易定理及在電路分析計(jì)算中的應(yīng)用。重點(diǎn)重點(diǎn) 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法難點(diǎn)難點(diǎn) 含受控電源電路的分析含受控電源電路的分析第2頁(yè)/共26頁(yè)32.1 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法: 以網(wǎng)孔電流為求解對(duì)象列寫電路方程，從而完成電路分析計(jì)算的方法。適用場(chǎng)合: : 平面電路。方程的獨(dú)立變量網(wǎng)孔電流沿網(wǎng)孔流動(dòng)的假想電流第3頁(yè)/共26頁(yè)42.1.1 理論分析1. 網(wǎng)孔電流的特點(diǎn)網(wǎng)孔電流自動(dòng)

2、地滿足了KCL各支路電流與網(wǎng)孔電流關(guān)系 i1 = im1，i2 = im1 -im2，i3 = im2 各網(wǎng)孔電流之間相互獨(dú)立網(wǎng)孔電流是一組獨(dú)立的變量，以網(wǎng)孔電流為變量所列的方程是獨(dú)立的。 第4頁(yè)/共26頁(yè)52. 網(wǎng)孔電流方程的推導(dǎo)該電路有3個(gè)網(wǎng)孔，可以列出3獨(dú)立的網(wǎng)孔電流方程。按照左圖的參考方向，根據(jù)KVL，我們有0)()(0)()(0)()(34326134332326215221431421511SSMMMMMSMMMMMSSMMMMMuuiiRiiRiRuiiRiiRiRuuiiRiiRiR第5頁(yè)/共26頁(yè)6網(wǎng)孔電流方程的標(biāo)準(zhǔn)形式整理后可得0)()(0)()(0)()(34326134

3、332326215221431421511SSMMMMMSMMMMMSSMMMMMuuiiRiiRiRuiiRiiRiRuuiiRiiRiR43364326142362652154134251541)()()(SSMMMSMMMSSMMMuuiRRRiRiRuiRiRRRiRuuiRiRiRRR第6頁(yè)/共26頁(yè)7結(jié)論43364326142362652154134251541)()()(SSMMMSMMMSSMMMuuiRRRiRiRuiRiRRRiRuuiRiRiRRR令333332321312232322212111313212111SMMMSMMMSMMMuiRiRiRuiRiRiRuiR

4、iRiR電壓升之代數(shù)。個(gè)網(wǎng)孔的所有電壓源的為第和，即互電阻；兩個(gè)網(wǎng)孔的公共電阻之、為第術(shù)和，即自電阻；個(gè)網(wǎng)孔的所有電阻之算為第iujiRiRiiijii則有符號(hào)的確定自電阻永遠(yuǎn)取正號(hào)； 相鄰網(wǎng)孔電流參考方向一致，互電阻取正號(hào)；否則，取負(fù)號(hào)。第7頁(yè)/共26頁(yè)8具有m個(gè)網(wǎng)孔的平面電路的網(wǎng)孔電流方程 SmmMmmmMmMmSMmmMMSMmmMMuiRiRiRuiRiRiRuiRiRiR2211222222121111212111在不含有受控源的電阻電路中，Rij = Rji 第8頁(yè)/共26頁(yè)92.1.2 計(jì)算舉例1.一般步驟（1）選擇合適的網(wǎng)孔電流。（2）列網(wǎng)孔電流方程。注意：自阻總是正的，互阻可

5、正可負(fù)；并注意電壓源前面的“+”、“”號(hào)。（3）求解網(wǎng)孔電流。（4）根據(jù)所求得的網(wǎng)孔電流來求其他的電壓和電流。第9頁(yè)/共26頁(yè)102.舉例例1 用網(wǎng)孔電流法求如圖所示電路中流過5 W W電阻的電流I 。 解解 (1)選取網(wǎng)孔電流Im1、Im2(2)列網(wǎng)孔電流方程(10+5)Im15Im2 = 10+30=405Im1 + (5+15)Im2 = 30+35=5(3)用消去法或行列式法，解得Im1 = 3A，Im2 = 1A I = Im1Im2 = 2 A (4)校驗(yàn)。取一個(gè)未用過的回路，列KVL方程有 -10 + 10Im1 + 15Im2-35 = 0 把Im1、Im2的值代入上式成立。

6、第10頁(yè)/共26頁(yè)11含有電流源電路的網(wǎng)孔法1R3R4R5R1sU5sU1I2I3I4I5I1lI2lI3lI第11頁(yè)/共26頁(yè)12例2W3W3W1W1UA2V011I2I3IUII3134UII3241034213III212IIA6,A2,A4321III此方法增加一個(gè)未知量，故方程數(shù)目增加第12頁(yè)/共26頁(yè)13例2W3W3W1W1A2V011IA23I102341I102143IA2,A431II第13頁(yè)/共26頁(yè)14網(wǎng)孔電流方程的矩陣形式6512343V29V 8VI 1I 2I 3321III=8149-5-5-2-2-3-33-829第14頁(yè)/共26頁(yè)153.含有受控源電路的網(wǎng)孔法

7、I 1I 2100200R3VrI1A100:1002000)200()200(200)200(12112rrIrIRrIIIR故列出網(wǎng)孔2的方程，變換后與已知方程比較：同時(shí)，還可以判斷出R=200.第15頁(yè)/共26頁(yè)16例4I1I 21002003VAB：由第二個(gè)方程 -100I1+1200I2 =-12, 即-200I1+1200I2 =-12 -100I1+-+-1000W12V100I1+-2200W24V第16頁(yè)/共26頁(yè)17例5 用網(wǎng)孔分析法求電流I 1、 I 2 、I 3。23A54325I1I 2I 32I 3I13A I1I 010156411III3102949III030

8、3 II64601 II37401IIA1318A,136,A1327321III第17頁(yè)/共26頁(yè)18教材中僅含獨(dú)立電源的電路例題（1 1）僅含獨(dú)立電壓源的電路 PP.64-66 例2-1 2-1 （2 2）獨(dú)立電壓源、電流源都有的電路 PP.66-67 例2-2 2-2 電流源僅在一個(gè)網(wǎng)孔中，其電流即網(wǎng)孔電流，故少一個(gè)未知數(shù)，少列一個(gè)方程，計(jì)算過程簡(jiǎn)化。例2-3 把電流源當(dāng)作電壓為u的電壓源76303672331321321321MMMMMMMMMMMiiuiiiiiiuiii（3 3）含正弦電壓源的電路 P68 例2-5第18頁(yè)/共26頁(yè)19 2.2 互易定理2.2.1 互易定理的描述形

9、式一21ssiiuu當(dāng) ssuu時(shí)，有 21ii。 線性電路中唯一電壓源與任一支路中零內(nèi)阻的電流表交換位置時(shí)，電流表的讀數(shù)不變。 第19頁(yè)/共26頁(yè)20互易定理的證明如果線性電路具有n個(gè)獨(dú)立回路，含有唯一的獨(dú)立電壓源uS，不含受控電源，且電壓源為回路i獨(dú)有，回路j的回路電流為該回路中的某一支路的電流ij，則ij的表達(dá)式為： ijsjijMui) 1(jisijiMui) 1(式中，為回路方程的系數(shù)行列式，M Mijij為R Rijij的余子式。 將電壓源uS移到電流ij所在支路，則uS原支路的電流ii的表達(dá)式為： 式中，M Mjiji為R Rjiji的余子式。 由于關(guān)于主對(duì)角線對(duì)稱，M Mijij與M Mjiji相等，故ij與ii相等 。 第20頁(yè)/共26頁(yè)21形式二 線性電路中惟一電流源與接在任意兩端內(nèi)阻為無(wú)窮大的電壓表交換位置時(shí)，電壓表的讀數(shù)不變。21ssuuii當(dāng) 時(shí)，有 。ssii21uu見P87 習(xí)題2-10第21頁(yè)/共26頁(yè)22形式三應(yīng)用互易定理時(shí)要注意電壓和電流的參考方向。 21ssiuiu當(dāng) 時(shí)，有 。ssiu21iu第22頁(yè)/共26頁(yè)23例例1互易網(wǎng)絡(luò)如圖所示，已知us1=1V，i2=2A，s22 Vu 。求電流 。1i解解 由互易定理得 12s2s1iiuu代入已知條件可得 14 Ai P71 例2-6 （簡(jiǎn)化計(jì)算過程的例子）第23頁(yè)/共26頁(yè)24例例2解解