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第3章
電阻電路的一般分析方法第3章
電阻電路的一般分析方法1重點(diǎn):
1)支路電流法2)回路電流法3)結(jié)點(diǎn)電壓法重點(diǎn):1)支路電流法電路的“圖”:是指把電路中每一條支路畫成抽象的線段形成的一個(gè)結(jié)點(diǎn)和支路的集合。注意:1)結(jié)點(diǎn)和支路各自為一個(gè)整體,但任意一條支路必須終止在結(jié)點(diǎn)上。2)移去一條支路并不等于同時(shí)把它連接的結(jié)點(diǎn)也移去,所以允許有孤立結(jié)點(diǎn)存在。3)若移去一個(gè)結(jié)點(diǎn),則應(yīng)當(dāng)把與該結(jié)點(diǎn)連接的全部支路都同時(shí)移去。3.1電路的圖線段電路的“圖”:是指把電路中每一條支路畫成抽象的線段形成的一個(gè)例:有向圖:賦予支路方向的圖。電流、電壓取關(guān)聯(lián)參考方向。無向圖:未賦予支路方向的圖。例:有向圖:賦予支路方向的圖。電流、電壓取關(guān)聯(lián)參考方向。無向3.2KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù)1234561243結(jié)點(diǎn)1:i1=i4+i6(1)
結(jié)點(diǎn)2:i3=i1+i2
(2)
結(jié)點(diǎn)3:i2+i5+i6
=0(3)結(jié)點(diǎn)4:i4=i3+i5
(4)
一KCL的獨(dú)立方程數(shù)3.2KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù)1234561243結(jié)點(diǎn)結(jié)論:對(duì)于具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路,任意選取(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn),可以得出(n-1)個(gè)獨(dú)立的KCL方程。相應(yīng)的(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為獨(dú)立結(jié)點(diǎn)。1234561243結(jié)點(diǎn)1:i1=i4+i6(1)
結(jié)點(diǎn)2:i3=i1+i2
(2)
結(jié)點(diǎn)3:i2+i5+i6
=0(3)
結(jié)點(diǎn)4:i4=i3+i5
(4)
(2)+(3)+(4)可推出(1)(1)+(3)+(4)可推出(2)(1)+(2)+(4)可推出(3)(1)+(2)-(3)可推出(4)結(jié)論:對(duì)于具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路,任意選取(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn),1231:R1i1+R2i2-us=0(1)i3i1i22:-R2i2+R3i3=0(2)3:-us+R1i1+R3i3=0(3)(3)-(2)可推出(1)(3)-(1)可推出(2)(1)+(2)可推出(3)可見,有2條KVL方程是獨(dú)立的,1條是多余的。簡(jiǎn)單的圖很快可確定獨(dú)立的KVL方程,復(fù)雜的圖怎么辦?回路個(gè)數(shù):3個(gè)二KVL獨(dú)立方程數(shù)回路個(gè)數(shù)?uSR1R2R3+–1231:R1i1+R2i2-us=0(例:
引入“樹”的概念,“樹”的概念有助于尋找一個(gè)獨(dú)立回路。
12345867有多少個(gè)不同的回路?哪些是獨(dú)立的回路?13個(gè)不同的回路例:引入“樹”的概念,“樹”的概念有助于尋找連通圖G:當(dāng)G的任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間至少存在一條支路時(shí),G為連通圖。例:回路:如果一條路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)重合,且經(jīng)過的其它結(jié)點(diǎn)都相異,這條閉合的路徑為G的一個(gè)回路。路徑:從一個(gè)圖G的某一結(jié)點(diǎn)出發(fā),沿著一些支路移動(dòng),從而到達(dá)另一結(jié)點(diǎn)(或回到原出發(fā)點(diǎn)),這樣的一系列支路構(gòu)成圖G的一條路徑。樹:一個(gè)連通圖(G)的樹(T)包含G的全部結(jié)點(diǎn)和部分支路,而樹T本身是連通的且又不包含回路。
連通圖G:當(dāng)G的任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間至少存在一條支路時(shí),G為連通12731665412111098141513例:12731665412111098141513例:是樹嗎?是樹嗎?樹支樹支:樹中包含的支路為樹支。連支連支:其它支路為對(duì)應(yīng)于該樹的連支。樹支與連支共同構(gòu)成圖G的全部的支路。支路數(shù)=樹支+連支樹支數(shù):對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的連通圖,它的任何一個(gè)樹的樹支數(shù)必為(n-1)個(gè)。
連支數(shù):對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)b條支路的連通圖,它的任何一個(gè)樹的連支數(shù)必為(b-n+1)個(gè)。
樹支樹支:樹中包含的支路為樹支。連支連支:其它支路為對(duì)應(yīng)于該對(duì)于圖G的任意一個(gè)樹,加入一個(gè)連支后,形成一個(gè)回路,并且此回路除所加的連支外均由樹支組成,這種回路稱為單連支回路或基本回路。
例:
每一個(gè)基本回路僅含一個(gè)連支,且這一連支并不出現(xiàn)在其他基本回路中。單連支回路:對(duì)于對(duì)于一個(gè)結(jié)點(diǎn)數(shù)為n,支路數(shù)為b的連通圖,其獨(dú)立回路數(shù)為(b-n+1)?;净芈方M:由全部單連支形成的基本回路構(gòu)成基本回路組?;净芈方M是獨(dú)立回路組。根據(jù)基本回路列出的KVL方程組是獨(dú)立方程。連支數(shù)獨(dú)立回路數(shù):對(duì)于一個(gè)結(jié)平面圖:如果把一個(gè)圖畫在平面上,能使它的各條支路除連接的結(jié)點(diǎn)外不再交叉,這樣的圖為平面圖。否則為非平面圖。例:能畫出平面圖?能畫出平面圖?不能展成平面而無支路的交疊平面圖非平面圖平面圖:如果把一個(gè)圖畫在平面上,能使它的各條支路除連接的結(jié)點(diǎn)平面圖的全部網(wǎng)孔是一組獨(dú)立回路,故平面圖的網(wǎng)孔數(shù)為其獨(dú)立回路數(shù)。根據(jù)網(wǎng)孔列出的KVL方程組是獨(dú)立方程。
網(wǎng)孔是最簡(jiǎn)單的回路平面圖的全部網(wǎng)孔是一組獨(dú)立回路,故平面圖的網(wǎng)孔數(shù)為其獨(dú)立回路小結(jié):1)獨(dú)立的KCL方程個(gè)數(shù):n-1條。2)獨(dú)立的KVL方程個(gè)數(shù):b-n+1條。3)列獨(dú)立的KCL方程:選取任意n-1個(gè)結(jié)點(diǎn)列KCL方程。4)列獨(dú)立的KVL方程:a.據(jù)基本回路列KVL方程;
b.據(jù)網(wǎng)孔列KVL方程。小結(jié):1)獨(dú)立的KCL方程個(gè)數(shù):n-1條。3.3支路電流法支路電流法列電路方程的步驟:以各支路電流為未知量列寫n-1條KCL方程,b-n+1條KVL方程。(1)標(biāo)定各支路電流的參考方向和大??;(2)選定(n–1)個(gè)結(jié)點(diǎn),列寫其KCL方程;(3)選定b–(n–1)個(gè)獨(dú)立回路,指定回路的繞行方向,列出用支路電流表示的KVL方程;(4)求解上述方程,得到b個(gè)支路電流;(5)進(jìn)一步計(jì)算支路電壓和進(jìn)行其它分析。3.3支路電流法支路電流法列電路方程的步驟:以各支路電流R6uS1R1R2R3R4R5+–iS5n=4b=7則:KCL:n-1=3KVL:b-n+1=456頁(yè)例:n=?b=?R6uS1R1R2R3R4R5+–iS5R5+–把電流源和電阻的并聯(lián)等效為電壓源和電阻的串聯(lián)R6uS1R1R2R3R4R5+–iS5n=4b解:abci1=i2+i6(a)
i2=i3+i4(b)
i5=i4+i6(c)
KCL213-uS1+i1R1+i2R2+i3R3=0(1)-i3R3+i4R4+i5R5+iS5R5=0(2)i6R6-i4R4-i2R2=0(3)KVLR6uS1R1R2R3R4R5+–iS5R5+–i1i3i4i5i2i6解:abci1=i2+i6(a)i2=in=4b=6則:KCL:n-1=3KVL:b-n+1=3例1:n=?b=?R6uSR1R2R3R4R5+–n=4b=6例1:n=?b=?R6uSR1R2RR6uSR1R2R3R4R5+–i6i2i3i4i1i5123解:
i1+i2=i61
i2=i3+i4
2
i4+i5=i6
3123KCL1–R1i1+R2i2+R3i3=02–R3i3+R4i4–R5i5=03R1i1+R5i5–uS+R6i6=0KVL解方程可求得:
i1
i2
i3
i4
i5
i6
R6uSR1R2R3R4R5+–i6i2i3i4i1i512R1E1R2E2R3n=2,b=3I1+I(xiàn)2=I3KCL-E1+I(xiàn)1R1-I2R2+E2=0
-E2+I2R2+I3R3=0I1I2I3a則:KCL:n-1=1KVL:b-n+1=2KVL解:例2:R1E1R2E2R3n=2,b=3I1+I(xiàn)2=I3KCu2i1uSi1R1R2R3+–R4+–R5+–u2n=3b=6則:KCL:n-1=2KVL:b-n+1=4結(jié)點(diǎn)?回路?解法一:i1+
i2=i3+i4(a)bai3+
i4+
i6
=i5
(b)i2i4i3i5i61234-R5i5+
u=0(4)-
uS+R1i1-
R2i2=0(1)R2i2+R3i3
+R5i5=0(2)R4i4+
μu2
-R3i3=0(3)+–ui6=i1u2=-R2i2列寫下圖所示含受控源電路的支路電流方程。例3:特殊情況的處理:設(shè)該支路電壓為未知變量。u2i1uSi1R1R2R3+–R4+–R5+–u2解法二:i1+
i2=i3+i4(a)i3+
i4=i5
(b)R1i1-
R2i2-
uS
=0(1)R2i2+R3i3
+R5i5+R5
i1=0(2)-R3i3+
R4i4+
μu2
=0(3)u2=-R2i2ba123u2i1uSR1R2R3+–R4+–R5+–u2i1R5+–i2i4i3i5解法二:i1+i2=i3+i4支路電流法是最基本的方法,在方程數(shù)目不多的情況下可以使用。由于支路法要同時(shí)列寫KCL和KVL方程,所以方程數(shù)較多,且規(guī)律性不強(qiáng)(相對(duì)于后面的方法),手工求解比較繁瑣,也不便于計(jì)算機(jī)編程求解。因此較少采用。支路電流法的特點(diǎn):支路電流法是最基本的方法,在方程數(shù)目不多的情況下可以使用。由3.4網(wǎng)孔電流法1)設(shè)網(wǎng)孔電流的方向(其又是繞行方向)和大??;2)列網(wǎng)孔KVL方程;(兩種方法)3)解方程求網(wǎng)孔電流;4)求某支路的電流(用網(wǎng)孔電流表示)
。是以網(wǎng)孔電流作為電路的獨(dú)立變量,列KVL方程。只適用于平面電路。網(wǎng)孔電流法列方程步驟:3.4網(wǎng)孔電流法1)設(shè)網(wǎng)孔電流的方向(其又是繞行方向)和求KVL方程的第一種方法:1)用KVL的表述一列方程;2)注意支路電流與網(wǎng)孔電流之間的關(guān)系。R2iim2im1i
i
=im1
–
im2
i=im2
–
im1
網(wǎng)孔電流網(wǎng)孔電流支路電流求KVL方程的第一種方法:1)用KVL的表述一列方程;2)注58頁(yè)例:im2im1-us1+R1
im1
+R2(
im1
–
im2)+uS2=0-uS2+R2(im2-im1)+R2
im3
+us3=0
求i1,i2,i3i1=im1i2=im1-im2i3=im2-uS2R2+–iim2im1
i=im1
–
im2
uS2R1R2R3+–+–uS3+uS1–i2i1i358頁(yè)例:im2im1-us1+R1im1+R2(-uS1+R1
im1
+R2(
im1
–
im2)+uS2=0-uS2+R2(im2-im1)+R2
im3
+uS3=0
整理得:(R1+R2)
im1
–R2im2=uS1-uS2-R2im1+(R2+R3)im2
=uS2-uS3
即:
R11im1+R12im2=uS11R21im1+R22im2
=uS22下面講書本的方法:求KVL方程的第二種方法-uS1+R1im1+R2(im1–im2)R11=R1+R2
代表網(wǎng)孔1的自阻,為網(wǎng)孔1所有電阻之和。R22=R2+R3
代表網(wǎng)孔2的自阻,為網(wǎng)孔2所有電阻之和。自阻總是正的R12=R21=R2
代表網(wǎng)孔1和網(wǎng)孔2的互阻,為網(wǎng)孔1、2的公共電阻。當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相同時(shí),互阻為正;當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相反時(shí),互阻為負(fù);當(dāng)兩網(wǎng)孔電流間沒有公共電阻時(shí),互阻為零。如果網(wǎng)孔電流的方向均為順時(shí)針,則互阻總為負(fù)。uS11=uS1-uS2
為網(wǎng)孔1的總電壓源電壓,各電壓源電壓與網(wǎng)孔電流一致時(shí),前取負(fù)號(hào),反之取正號(hào)。uS22=uS2-uS3
為網(wǎng)孔2的總電壓源電壓。R11im1+R12im2=uS11R21im1+R22im2
=uS22R11=R1+R2代表網(wǎng)孔1的自阻,為網(wǎng)孔1所有電阻之和。推廣:R11im1+R12im2+R13im3+---+R1mimm=us11R21im1+R22im2+R23im3+---+R2mimm=uS22
------------------------Rm1im1+Rm2im2+Rm3im3+---+Rmmimm=uSmm推廣:1)按通式寫出回路電流方程。2)注意通式方程中的正負(fù)號(hào)。a)自阻為正,互阻可正可負(fù),當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相同時(shí),互阻為正;當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相反時(shí),互阻為負(fù);
b)各電壓源電壓與網(wǎng)孔電流一致時(shí),前取負(fù)號(hào),反之取正號(hào)。R11il1+R12il2+…+R1lill=uSl1
…R21il1+R22il2+…+R2l
ill=uSl2Rl1il1+Rl2il2+…+Rll
ill=uSll列寫網(wǎng)孔電流方程的KVL方程方法二:1)按通式寫出回路電流方程。2)注意通式方程中的正負(fù)號(hào)。R1I1I3I2+_US2+_US1R1R2R3+_US4R4IaIbIcId解:1)設(shè)網(wǎng)孔電流的方向和大??;4)求某支路的電流。2)列網(wǎng)孔KVL方程;-US1+R1I1+R2(I1-I2)
+US2=0-US2+R2(I2-I1)+R3(I2-
I3)=0R3(I3-I2)+R4I3+US4=03)解方程求得網(wǎng)孔電流;Ia=I1
Ib=I2–I1Ic=I3-I2Id=-I360頁(yè)例3-1:用網(wǎng)孔法求各支路電流。I1I3I2+_US2+_US1R1R2R3+_US4R4解法二:書本解法解:(1)設(shè)選網(wǎng)孔電流;(2)列網(wǎng)孔電流方程;(R1+R2)I1-R2I2=US1-US2
-R2I1+(R2+R3)I2-
R3I3=US2-R3I2+(R3+R4)I3=-US4(3)求解回路電流方程;(4)求各支路電流:
Ia=I1
,Ib=I2-I1,Ic=I2-I3,Id=-I3I1I3I2+_US2+_US1R1R2R3+_US4R4IaIbIcId解法二:書本解法解:(1)設(shè)選網(wǎng)孔電流;(2)列網(wǎng)孔電用網(wǎng)孔電流法求含有受控電壓源電路的各支路電流。+_2V3U2++3U2–1212I1I2I3I4I5IaIbIc練習(xí)用網(wǎng)孔電流法求含有受控電壓源電路的各支路電流。+_2V33.5回路電流法是以回路電流作為電路的獨(dú)立變量,列KVL方程。適用于平面電路和非平面電路。網(wǎng)孔電流法是回路電流法的特例,因此方法類同。1)選獨(dú)立的回路,設(shè)回路電流的方向(其又是繞行方向)和大??;2)列回路KVL方程;(兩種方法)3)解方程求回路電流;4)求某支路的電流(用回路電流表示)或其它分析
?;芈冯娏鞣蟹匠滩襟E:方法二不講,自學(xué)3.5回路電流法是以回路電流作為電路的獨(dú)63頁(yè)例3-2已知R1=R2=R3=1,R4=R5=R6=2,uS1=4V,uS5=2V。求各支路電流。_+_uS1uS5R4R5R3R1R6+R2i1i3i2i4i5i6解法一:用網(wǎng)孔電流法I1I2I3
R1I1+uS1
+
R6(I1-I3)
+R2(I1-I2)=0
R4I2+
R2(I2-I1)+R5(I2-
I3)-uS5
=0i1=I1uS5+R5(I3-I2)+R6(I3-
I1)+R3I3=0i2=I2
-I1i3=I3i4=-I2i5=I2
-I3i6=I3
-I163頁(yè)例3-2已知R1=R2=R3=1,R4=R5=R6=2解法二:用回路電流法i1=Il1i2=Il2i3=Il3i4=-(Il1+Il2)
i5=Il1
+Il2-Il3i6=Il3
-Il1
R1Il1+uS1
+
R6(Il1-Il3)
+R5(Il1+Il2-Il3)-us5+R4(Il1+Il2)=0Il2Il3Il1R4(Il1+Il2)
+R2Il2+R5(Il1+Il2-Il3)-us5=0us5
+R5(Il3-Il2-Il1)+R6(Il3–Il1)
+R3Il3=0_+_uS1uS5R4R5R3R1R6+R2i1i3i2i4i5i6解法二:用回路電流法i1=Il1i2=Il2i3習(xí)題:P75頁(yè)3-9,3-10習(xí)題:P75頁(yè)3-9,3-10特殊情況一的處理:電路中含有無伴電流源+_US1R4R5R3R1R2IS2+_US3Il2Il3Il1+_U無伴電流源解:設(shè)無伴電流源兩端電壓為U。
R1Il1
+
R3(Il1-Il3)
+R2(I12-Il2)=0-Us1+R2(Il2-Il1)
+U
+R4Il2=0-U+R3(Il3-Il1)+
US3+R5
Il3=0方法一:設(shè)無伴電流源兩端電壓為未知量,列多一條與無伴電流源電流有關(guān)的方程。IS2=Il3-
Il2
64頁(yè)例3-3特殊情況一的處理:電路中含有無伴電流源+_US1R4R5R3方法二:適當(dāng)選取回路(一般不一定是網(wǎng)孔),讓無伴電流源只有一個(gè)回路電流流過,該回路電流的大小即為無伴電流源的電流大小。Il2Il3Il1解:設(shè)回路電流的大小和方向。
R1Il1
+
R3(Il1-Il3)
+R2(I11-Il2
-Il3)=0-Us1+R2(Il2+Il3-Il1)
+R3(Il3-Il1)+
US3+R5Il3+R4(Il2+Il3)=0IS2=
-
Il2
顯然方法二比方法一的方程個(gè)數(shù)要少。+_US1R4R5R3R1R2IS2+_US3方法二:適當(dāng)選取回路(一般Il2Il3Il1解:設(shè)回路電流的列寫電路的回路電流方程。R1I1-US1-U+R2(I1-I2)-US2=0US2+R2(I2-I1)+R4(I2-I3)+R5I2=0R3I3+R4(I3-I2)+U=0IS=I1-I3I1I2I3_+U_+_US1US2R1R2R5R3R4IS+方法一解:練習(xí):列寫電路的回路電流方程。R1I1-US1-U+R2I1=ISUS2+R2(I2-I1)+R4I2+R5(I3+I2)=0R1(I1+I3)-US1+R3I3+R5(I2+I3)=0I1I2_+_US1US2R1R2R5R3R4IS+I3方法二解:I1=ISUS2+R2(I2-I1)+R4I2+R5習(xí)題:P75頁(yè)3-11習(xí)題:P75頁(yè)3-11特殊情況二的處理:電路中含有受控源+_uS3R4R3R1R2iS1+_uC=au2iC=βi2+_uS2i2+_u2方法:把受控源認(rèn)為是獨(dú)立電源,處理方法與獨(dú)立電源一樣,同時(shí)把控制量用回路電流表示。65頁(yè)例3-4特殊情況二的處理:電路中含有受控源+_uS3R4R3R1R2+_uS3R4R3R1R2iS1+_uC=au2iC=βi2+_uS2i2+_u2Il4Il1Il2Il3
Il1=iS1
R2(Il2-Il1)
–us2+R3(Il2-Il3-Il4)+uS3
=0-uS3
+R3(Il3+
Il4–Il2)+R4
Il4+
uC=0Il3=-iC
iC=
βi2=βIl2
uC
=au2=aR2(Il1–Il2)+_uS3R4R3R1R2iS1+_uC=au2iC=βi2習(xí)題:75頁(yè)3-12,3-13習(xí)題:75頁(yè)3-12,3-13以結(jié)點(diǎn)電壓為未知變量列寫KCL方程。3.6結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓:在電路中任意選擇某一結(jié)點(diǎn)為參考結(jié)點(diǎn),其它結(jié)點(diǎn)與此參考結(jié)點(diǎn)之間的電壓稱為結(jié)點(diǎn)電壓。結(jié)點(diǎn)電壓法的獨(dú)立方程數(shù)為(n-1)個(gè)。與支路電流法相比,方程數(shù)可減少b-(n-1)個(gè)。以結(jié)點(diǎn)電壓為未知變量列寫KCL方程。3.6結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程的方法一:1、指定參考結(jié)點(diǎn),然后選取余下n-1個(gè)結(jié)點(diǎn),設(shè)這n-1個(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓為unx;并任意假設(shè)與這n-1個(gè)結(jié)點(diǎn)有關(guān)支路的電流參考方向;2、據(jù)i=u/R或i=uG及列(n-1)條KCL方程;3、解方程;4、找待求量與結(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系。列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程的方法一:1、指定參考結(jié)點(diǎn),然后選取余下n-0un11un22un33iS1iS6R1R2R5R3R4+-us3R667頁(yè)圖3-16:0un11un22un33iS1iS6R1R2R5R3R4+i1i2i4i3i5iS1iS2iS3R1R2R5R3R40un11un22例:i1i2i4i3i5iS1iS2iS3R1R2R5R3R40整理,得G11G12G21G22iSn1iSn2下面講書本的方法:整理,得G11G12G21G22iSn1iSn2下面講書本的上式簡(jiǎn)記為G11un1+G12un2=iSn1G21un1+G22un2=iSn2標(biāo)準(zhǔn)形式的節(jié)點(diǎn)電壓方程。其中G11=G1+G2+G3+G4—結(jié)點(diǎn)1的自電導(dǎo),等于接在結(jié)點(diǎn)1上所有支路的電導(dǎo)之和。G22=G3+G4+G5—結(jié)點(diǎn)2的自電導(dǎo),等于接在結(jié)點(diǎn)2上所有支路的電導(dǎo)之和。G12=G21=-(G3+G4)—結(jié)點(diǎn)1與結(jié)點(diǎn)2之間的互電導(dǎo),等于接在結(jié)點(diǎn)1與結(jié)點(diǎn)2之間的所有支路的電導(dǎo)之和,并冠以負(fù)號(hào)。iSn1=iS1-iS2+iS3—流入結(jié)點(diǎn)1的電流源電流的代數(shù)和。iSn2=-iS3—流入結(jié)點(diǎn)2的電流源電流的代數(shù)和。*自電導(dǎo)總為正,互電導(dǎo)總為負(fù)。*電流源支路電導(dǎo)為零。*流入結(jié)點(diǎn)取正號(hào),流出取負(fù)號(hào)。上式簡(jiǎn)記為G11un1+G12un2=iSn1G21un一般情況:G11un1+G12un2+…+G1,n-1un,n-1=iSn1G21un1+G22un2+…+G2,n-1un,n-1=iSn2Gn-1,1un1+Gn-1,2un2+…+Gn-1,nun,n-1=iSn,n-1其中Gii—自電導(dǎo),等于接在結(jié)點(diǎn)i上所有支路的電導(dǎo)之和(包括電壓源與電阻串聯(lián)支路)??倿檎?。iSni
—流入結(jié)點(diǎn)i的所有電流源電流的代數(shù)和(包括由電壓源與電阻串聯(lián)支路等效的電流源)。Gij
=Gji—互電導(dǎo),等于接在結(jié)點(diǎn)i與結(jié)點(diǎn)j之間的所支路的電導(dǎo)之和,并冠以負(fù)號(hào)。一般情況:G11un1+G12un2+…+G1,n-1un,1、指定參考結(jié)點(diǎn),其余結(jié)點(diǎn)對(duì)參考結(jié)點(diǎn)之間的電壓就是結(jié)點(diǎn)電壓。G11un1+G12un2+…+G1nunn=iSn1G21un1+G22un2+…+G2nunn=iSn2…
…
…Gn1un1+Gn2un2+…+Gnnunn=iSnn2、按通式寫出結(jié)點(diǎn)電壓方程。注意:自導(dǎo)為正,互導(dǎo)總為負(fù)的,并注意注入各結(jié)點(diǎn)電流的符號(hào)。3、解方程;列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程的步驟:方法二4、找待求量與結(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系。1、指定參考結(jié)點(diǎn),其余結(jié)點(diǎn)對(duì)參考結(jié)點(diǎn)之間的電壓就是結(jié)點(diǎn)電壓。P69頁(yè)例3-5:uS3R1R2R3R4R5+–R8R7R6iS13uS7iS4+–un4un3un2un1us3+un3un4-us743210P69頁(yè)例3-5:uS3R1R2R3R4R5+–R8R7R6P69頁(yè)例3-6:uSiS2UOR1R5R3R4iS1R2+_+_電路如圖所示,用結(jié)點(diǎn)電壓法求各支路電流及輸出電壓UO。0321un3un2un1代入數(shù)據(jù),整理得un1=5Vun2=20Vun3=15VUo=un3=5Vus+un1P69頁(yè)例3-6:uSiS2UOR1R5R3R4iS1R2+習(xí)題:P76頁(yè)3-14(a),3-15,
3-17(a),3-18習(xí)題:P76頁(yè)3-14(a),3-15,特殊情況的處理:電路中含有無伴電壓源P71頁(yè)例3-7:如圖所示電路中,us1為無伴電壓源的電壓。試列出此電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程。解法一:引入無伴電壓源支路的電流i021un1un2這種方法引入了新的變量,方程個(gè)數(shù)增多。電路中含有1個(gè)無伴電壓源:方法1:無伴電壓源支路引入電流作為新變量,列多一條與無伴電壓源有關(guān)的方程。G3uS1G1G2iS2+_i下次上課解法一的參考節(jié)點(diǎn)重設(shè),才能更好的體現(xiàn)這種方法特殊情況的處理:電路中含有無伴電壓源P71頁(yè)例3-7:如圖所解法二:uS1G1G2G3iS2+_021un1un2電路中含有1個(gè)無伴電壓源:方法2:選取無伴電壓源的“-”端或“+”端所接的結(jié)點(diǎn)為參考結(jié)點(diǎn)。解法二:uS1G1G2G3iS2+_021un1un2電路中試列寫下圖含理想電壓源電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程。方法1:以電壓源電流為變量,增加一個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓與電壓源間的關(guān)系方法2:
選擇合適的參考點(diǎn)I+G1(Un1-Un2)+G2(Un1-0)
=0G1(Un1-Un2)=G3Un2+G4(Un2-Un3)I+G4(Un2-Un3)=G5Un3Un1-Un2=USUn1=USG3G1G4G5G2+_Us例.I2Un21Un13Un3G3G1G4G5G2+_Us2Un21Un13Un3G1(Un1-Un2)=G3(Un2-Un3)+G4Un2G2(Un1-Un3)+G3(Un2-Un3)
+G5(0-Un3)=0試列寫下圖含理想電壓源電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程。方法1:以電壓源電習(xí)題:P76頁(yè)3-17(b),3-19(a)習(xí)題:P76頁(yè)3-17(b),3-19(a)方法:首先以任意一個(gè)無伴電壓源的“-”端或“+”端所接的結(jié)點(diǎn)為參考結(jié)點(diǎn);然后其余的無伴電壓源支路引入電流作為新變量;最后列多X-1條與無伴電壓源有關(guān)的方程。032un3un21un1uS7+uS1G4G6G5G3iS3G2+__+_uS6電路中含有X個(gè)無伴電壓源i方法:首先以任意一個(gè)無伴電壓源的“-”端或“+”端所接的結(jié)點(diǎn)列寫下圖含VCCS電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程。解:iS1R1R3R2gu2+u2
-P71頁(yè)例3-8:電路中含有受控源01un12un2電路中含有受控源:方法:受控源當(dāng)作獨(dú)立源處理,然后將它的控制量轉(zhuǎn)化成結(jié)點(diǎn)電壓表示。列寫下圖含VCCS電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程。解:iS1R1R3R習(xí)題:P76頁(yè)3-14(b),3-17(b),3-20,3-21習(xí)題:P76頁(yè)3-14(b),3-17(b),3-20,3-特殊情況的處理:1、電路中含有無伴電壓源1)電路中含有1個(gè)無伴電壓源方法1:無伴電壓源支路引入電流作為新變量,列多一條與無伴電壓源有關(guān)的方程。(例71頁(yè),例3-7)方法2:選取無伴電壓源的“-”端或“+”端所接的結(jié)點(diǎn)位參考結(jié)點(diǎn)。2)電路中含有X個(gè)無伴電壓源方法:首先以任意一個(gè)無伴電壓源的“-”端或“+”端所接的結(jié)點(diǎn)位參考結(jié)點(diǎn);然后其余的無伴電壓源支路引入電流作為新的變量;最后列多X-1條與無無伴電壓源有關(guān)的方程。(例)2、電路中含有受控源方法:受控源當(dāng)作獨(dú)立源處理,然后將它的控制量轉(zhuǎn)化成結(jié)點(diǎn)電壓表示。(例71頁(yè),例3-8)特殊情況的處理:1、電路中含有無伴電壓源用結(jié)點(diǎn)法求各支路電流。20k10k40k20k40k+120V-240VUAUBI4I2I1I3I5I1=(120-UA)/20k=4.91mAI2=(UA-UB)/10k=4.36mAI3=(UB+240)/40k=5.46mAI4=UB/40=0.546mA各支路電流:解:UA=21.8V
UB=-21.82VI5=UB/20=-1.09mA例用結(jié)點(diǎn)法求各支路電流。20k10k40k20k40k(2)對(duì)于非平面電路,選獨(dú)立回路不容易,而獨(dú)立結(jié)點(diǎn)較容易。(3)回路法、結(jié)點(diǎn)法易于編程。目前用計(jì)算機(jī)分析網(wǎng)絡(luò)(電網(wǎng),集成電路設(shè)計(jì)等)采用結(jié)點(diǎn)法較多。支路法回路法結(jié)點(diǎn)法KCL方程KVL方程n-1b-n+100n-1方程總數(shù)b-n+1n-1b-n+1b(1)方程數(shù)的比較支路法、回路法和結(jié)點(diǎn)法的比較:(2)對(duì)于非平面電路,選獨(dú)立回路不容易,而獨(dú)立結(jié)點(diǎn)較容易。1、獨(dú)立的KCL方程數(shù)(n–1)個(gè)2、獨(dú)立的KVL方程數(shù)(b–n+1)個(gè)3、獨(dú)立回路組樹支數(shù)(n–1)個(gè)連支數(shù)(b–n+1)個(gè)單連支回路:一個(gè)連支和幾個(gè)數(shù)支構(gòu)成的回路獨(dú)立回路組:由所有單連支回路組成的回路組。本章小結(jié)1、獨(dú)立的KCL方程數(shù)(n–1)個(gè)2、獨(dú)立的KVL方程數(shù)(4、支路電流法以各支路的電流為求解變量。各支路電壓用支路電流來表示。KVL方程數(shù)(b–n+1)個(gè)KCL方程數(shù)(n–1)個(gè)(b)個(gè)列出支路電流法的電路方程的步驟:(1)標(biāo)定各支路電流的參考方向;(2)選定(n–1)個(gè)節(jié)點(diǎn),列寫其KCL方程;(3)選定b–(n–1)個(gè)獨(dú)立回路,指定回路的繞行方向,列出用支路電流表示的KVL方程。(4)求解上述方程,得到b個(gè)支路電流;(5)進(jìn)一步計(jì)算支路電壓和進(jìn)行其它分析。4、支路電流法以各支路的電流為求解變量。各支特殊情況的處理:若某個(gè)支路含有無伴電流源時(shí),該支路電壓無法用支路電流來表示,可設(shè)該支路電壓為求解變量。5、回路電流法以假想的各獨(dú)立回路的回路電流為求解變量。KVL方程數(shù)(b–n+1)個(gè)平面電路的網(wǎng)孔就是獨(dú)立回路。特殊情況的處理:若某個(gè)支路含有無伴電流源時(shí),5、回路電流法以列寫回路電流方程的步驟:1)設(shè)回路電流的方向(其又是繞行方向)和大??;2)列回路KVL方程;(兩種方法)3)解方程求回路電流;4)求某支路的電流。特殊情況的處理:1)電路中含有無伴電流源方法一:設(shè)無伴電流源兩端電壓為未知量,列多一條與無伴電流源電流有關(guān)的方程。列寫回路電流方程的步驟:1)設(shè)回路電流的方向(其又是繞行方向方法二:適當(dāng)選取回路(一般不一定是網(wǎng)孔),讓無伴電流源只有一個(gè)回路電流流過,該回路電流即IS
。2)電路中含有受控源方法:把受控源認(rèn)為是獨(dú)立電源,處理方法與獨(dú)立電源一樣,同時(shí)把控制量用回路電流表示。6、結(jié)點(diǎn)電壓法以各獨(dú)立結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)電壓為求解變量。KCL方程數(shù)(n–1)個(gè)方法二:適當(dāng)選取回路(一般不一定是網(wǎng)孔),讓無伴2)電路中含1、指定參考結(jié)點(diǎn)然后選取余下n-1個(gè)結(jié)點(diǎn),設(shè)這n-1個(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓為unx;并任意假設(shè)與這n-1個(gè)結(jié)點(diǎn)有關(guān)支路的電流參考方向;2、據(jù)i=u/R或i=uG及列(n-1)條KCL方程;3、解方程;4、找待求量與結(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系。列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程的步驟:1、指定參考結(jié)點(diǎn)然后選取余下n-1個(gè)結(jié)點(diǎn),設(shè)這n-1個(gè)結(jié)點(diǎn)的特殊情況的處理:1、電路中含有無伴電壓源1)電路中含有1個(gè)無伴電壓源方法1:無伴電壓源支路引入電流作為新變量,列多一條與無伴電壓源有關(guān)的方程。(例71頁(yè),例3-7)方法2:選取無伴電壓源的“-”端或“+”端所接的結(jié)點(diǎn)位參考結(jié)點(diǎn)。2)電路中含有X個(gè)無伴電壓源方法:首先以任意一個(gè)無伴電壓源的“-”端或“+”端所接的結(jié)點(diǎn)位參考結(jié)點(diǎn);然后其余的無伴電壓源支路引入電流作為新的變量;最后列多X-1條與無無伴電壓源有關(guān)的方程。(例)2、電路中含有受控源方法:受控源當(dāng)作獨(dú)立源處理,然后將它的控制量轉(zhuǎn)化成結(jié)點(diǎn)電壓表示。(例71頁(yè),例3-8)特殊情況的處理:1、電路中含有無伴電壓源7、比較支路法回路法節(jié)點(diǎn)法KCL方程KVL方程n-1b-n+100n-1方程總數(shù)b-n+1n-1b-n+1b7、比較支路法回路法節(jié)點(diǎn)法KCL方程KVL方程n-1b-以下幻燈片內(nèi)容是鏈接內(nèi)容以下幻燈片內(nèi)容是鏈接內(nèi)容連通圖G連通圖連通圖?連通圖?連通圖?非連通圖在連通圖中,從任一結(jié)點(diǎn)開始,都可沿著某一支路而到達(dá)另一任意結(jié)點(diǎn).在非連通圖中,某些結(jié)點(diǎn)間并無路徑相通,整個(gè)圖分成幾個(gè)孤立的部分連通圖G連通圖連通圖?連通圖?連通圖?非連通圖在連通圖中,從
路徑(path):兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。路徑由支路構(gòu)成。
回路(loop):由支路組成的閉合路徑。(l)+_R1uS1+_uS2R2R3213l=3代數(shù)和:支路電壓的參考方向與回路繞行方向一致取“+”號(hào),與回路繞行方向相反取“-”號(hào)。KVL表示為:路徑(path):兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。路徑由支路構(gòu)成?;?03.3支路電流法列出支路電流法的電路方程的步驟:以各支路電流為未知量列寫n-1條KCL方程,b-n+1條KVL方程。(1)標(biāo)定各支路電流(電壓)的參考方向;(2)選定(n–1)個(gè)節(jié)點(diǎn),列寫其KCL方程;(3)選定b–(n–1)個(gè)獨(dú)立回路,指定回路的繞行方向,列出用支路電流表示的KVL方程;(4)求解上述方程,得到b個(gè)支路電流;(5)進(jìn)一步計(jì)算支路電壓和進(jìn)行其它分析。3.3支路電流法列出支路電流法的電路方程的步驟:以各支路81第3章
電阻電路的一般分析方法第3章
電阻電路的一般分析方法82重點(diǎn):
1)支路電流法2)回路電流法3)結(jié)點(diǎn)電壓法重點(diǎn):1)支路電流法電路的“圖”:是指把電路中每一條支路畫成抽象的線段形成的一個(gè)結(jié)點(diǎn)和支路的集合。注意:1)結(jié)點(diǎn)和支路各自為一個(gè)整體,但任意一條支路必須終止在結(jié)點(diǎn)上。2)移去一條支路并不等于同時(shí)把它連接的結(jié)點(diǎn)也移去,所以允許有孤立結(jié)點(diǎn)存在。3)若移去一個(gè)結(jié)點(diǎn),則應(yīng)當(dāng)把與該結(jié)點(diǎn)連接的全部支路都同時(shí)移去。3.1電路的圖線段電路的“圖”:是指把電路中每一條支路畫成抽象的線段形成的一個(gè)例:有向圖:賦予支路方向的圖。電流、電壓取關(guān)聯(lián)參考方向。無向圖:未賦予支路方向的圖。例:有向圖:賦予支路方向的圖。電流、電壓取關(guān)聯(lián)參考方向。無向3.2KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù)1234561243結(jié)點(diǎn)1:i1=i4+i6(1)
結(jié)點(diǎn)2:i3=i1+i2
(2)
結(jié)點(diǎn)3:i2+i5+i6
=0(3)結(jié)點(diǎn)4:i4=i3+i5
(4)
一KCL的獨(dú)立方程數(shù)3.2KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù)1234561243結(jié)點(diǎn)結(jié)論:對(duì)于具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路,任意選取(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn),可以得出(n-1)個(gè)獨(dú)立的KCL方程。相應(yīng)的(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為獨(dú)立結(jié)點(diǎn)。1234561243結(jié)點(diǎn)1:i1=i4+i6(1)
結(jié)點(diǎn)2:i3=i1+i2
(2)
結(jié)點(diǎn)3:i2+i5+i6
=0(3)
結(jié)點(diǎn)4:i4=i3+i5
(4)
(2)+(3)+(4)可推出(1)(1)+(3)+(4)可推出(2)(1)+(2)+(4)可推出(3)(1)+(2)-(3)可推出(4)結(jié)論:對(duì)于具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路,任意選取(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn),1231:R1i1+R2i2-us=0(1)i3i1i22:-R2i2+R3i3=0(2)3:-us+R1i1+R3i3=0(3)(3)-(2)可推出(1)(3)-(1)可推出(2)(1)+(2)可推出(3)可見,有2條KVL方程是獨(dú)立的,1條是多余的。簡(jiǎn)單的圖很快可確定獨(dú)立的KVL方程,復(fù)雜的圖怎么辦?回路個(gè)數(shù):3個(gè)二KVL獨(dú)立方程數(shù)回路個(gè)數(shù)?uSR1R2R3+–1231:R1i1+R2i2-us=0(例:
引入“樹”的概念,“樹”的概念有助于尋找一個(gè)獨(dú)立回路。
12345867有多少個(gè)不同的回路?哪些是獨(dú)立的回路?13個(gè)不同的回路例:引入“樹”的概念,“樹”的概念有助于尋找連通圖G:當(dāng)G的任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間至少存在一條支路時(shí),G為連通圖。例:回路:如果一條路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)重合,且經(jīng)過的其它結(jié)點(diǎn)都相異,這條閉合的路徑為G的一個(gè)回路。路徑:從一個(gè)圖G的某一結(jié)點(diǎn)出發(fā),沿著一些支路移動(dòng),從而到達(dá)另一結(jié)點(diǎn)(或回到原出發(fā)點(diǎn)),這樣的一系列支路構(gòu)成圖G的一條路徑。樹:一個(gè)連通圖(G)的樹(T)包含G的全部結(jié)點(diǎn)和部分支路,而樹T本身是連通的且又不包含回路。
連通圖G:當(dāng)G的任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間至少存在一條支路時(shí),G為連通12731665412111098141513例:12731665412111098141513例:是樹嗎?是樹嗎?樹支樹支:樹中包含的支路為樹支。連支連支:其它支路為對(duì)應(yīng)于該樹的連支。樹支與連支共同構(gòu)成圖G的全部的支路。支路數(shù)=樹支+連支樹支數(shù):對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的連通圖,它的任何一個(gè)樹的樹支數(shù)必為(n-1)個(gè)。
連支數(shù):對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)b條支路的連通圖,它的任何一個(gè)樹的連支數(shù)必為(b-n+1)個(gè)。
樹支樹支:樹中包含的支路為樹支。連支連支:其它支路為對(duì)應(yīng)于該對(duì)于圖G的任意一個(gè)樹,加入一個(gè)連支后,形成一個(gè)回路,并且此回路除所加的連支外均由樹支組成,這種回路稱為單連支回路或基本回路。
例:
每一個(gè)基本回路僅含一個(gè)連支,且這一連支并不出現(xiàn)在其他基本回路中。單連支回路:對(duì)于對(duì)于一個(gè)結(jié)點(diǎn)數(shù)為n,支路數(shù)為b的連通圖,其獨(dú)立回路數(shù)為(b-n+1)?;净芈方M:由全部單連支形成的基本回路構(gòu)成基本回路組?;净芈方M是獨(dú)立回路組。根據(jù)基本回路列出的KVL方程組是獨(dú)立方程。連支數(shù)獨(dú)立回路數(shù):對(duì)于一個(gè)結(jié)平面圖:如果把一個(gè)圖畫在平面上,能使它的各條支路除連接的結(jié)點(diǎn)外不再交叉,這樣的圖為平面圖。否則為非平面圖。例:能畫出平面圖?能畫出平面圖?不能展成平面而無支路的交疊平面圖非平面圖平面圖:如果把一個(gè)圖畫在平面上,能使它的各條支路除連接的結(jié)點(diǎn)平面圖的全部網(wǎng)孔是一組獨(dú)立回路,故平面圖的網(wǎng)孔數(shù)為其獨(dú)立回路數(shù)。根據(jù)網(wǎng)孔列出的KVL方程組是獨(dú)立方程。
網(wǎng)孔是最簡(jiǎn)單的回路平面圖的全部網(wǎng)孔是一組獨(dú)立回路,故平面圖的網(wǎng)孔數(shù)為其獨(dú)立回路小結(jié):1)獨(dú)立的KCL方程個(gè)數(shù):n-1條。2)獨(dú)立的KVL方程個(gè)數(shù):b-n+1條。3)列獨(dú)立的KCL方程:選取任意n-1個(gè)結(jié)點(diǎn)列KCL方程。4)列獨(dú)立的KVL方程:a.據(jù)基本回路列KVL方程;
b.據(jù)網(wǎng)孔列KVL方程。小結(jié):1)獨(dú)立的KCL方程個(gè)數(shù):n-1條。3.3支路電流法支路電流法列電路方程的步驟:以各支路電流為未知量列寫n-1條KCL方程,b-n+1條KVL方程。(1)標(biāo)定各支路電流的參考方向和大??;(2)選定(n–1)個(gè)結(jié)點(diǎn),列寫其KCL方程;(3)選定b–(n–1)個(gè)獨(dú)立回路,指定回路的繞行方向,列出用支路電流表示的KVL方程;(4)求解上述方程,得到b個(gè)支路電流;(5)進(jìn)一步計(jì)算支路電壓和進(jìn)行其它分析。3.3支路電流法支路電流法列電路方程的步驟:以各支路電流R6uS1R1R2R3R4R5+–iS5n=4b=7則:KCL:n-1=3KVL:b-n+1=456頁(yè)例:n=?b=?R6uS1R1R2R3R4R5+–iS5R5+–把電流源和電阻的并聯(lián)等效為電壓源和電阻的串聯(lián)R6uS1R1R2R3R4R5+–iS5n=4b解:abci1=i2+i6(a)
i2=i3+i4(b)
i5=i4+i6(c)
KCL213-uS1+i1R1+i2R2+i3R3=0(1)-i3R3+i4R4+i5R5+iS5R5=0(2)i6R6-i4R4-i2R2=0(3)KVLR6uS1R1R2R3R4R5+–iS5R5+–i1i3i4i5i2i6解:abci1=i2+i6(a)i2=in=4b=6則:KCL:n-1=3KVL:b-n+1=3例1:n=?b=?R6uSR1R2R3R4R5+–n=4b=6例1:n=?b=?R6uSR1R2RR6uSR1R2R3R4R5+–i6i2i3i4i1i5123解:
i1+i2=i61
i2=i3+i4
2
i4+i5=i6
3123KCL1–R1i1+R2i2+R3i3=02–R3i3+R4i4–R5i5=03R1i1+R5i5–uS+R6i6=0KVL解方程可求得:
i1
i2
i3
i4
i5
i6
R6uSR1R2R3R4R5+–i6i2i3i4i1i512R1E1R2E2R3n=2,b=3I1+I(xiàn)2=I3KCL-E1+I(xiàn)1R1-I2R2+E2=0
-E2+I2R2+I3R3=0I1I2I3a則:KCL:n-1=1KVL:b-n+1=2KVL解:例2:R1E1R2E2R3n=2,b=3I1+I(xiàn)2=I3KCu2i1uSi1R1R2R3+–R4+–R5+–u2n=3b=6則:KCL:n-1=2KVL:b-n+1=4結(jié)點(diǎn)?回路?解法一:i1+
i2=i3+i4(a)bai3+
i4+
i6
=i5
(b)i2i4i3i5i61234-R5i5+
u=0(4)-
uS+R1i1-
R2i2=0(1)R2i2+R3i3
+R5i5=0(2)R4i4+
μu2
-R3i3=0(3)+–ui6=i1u2=-R2i2列寫下圖所示含受控源電路的支路電流方程。例3:特殊情況的處理:設(shè)該支路電壓為未知變量。u2i1uSi1R1R2R3+–R4+–R5+–u2解法二:i1+
i2=i3+i4(a)i3+
i4=i5
(b)R1i1-
R2i2-
uS
=0(1)R2i2+R3i3
+R5i5+R5
i1=0(2)-R3i3+
R4i4+
μu2
=0(3)u2=-R2i2ba123u2i1uSR1R2R3+–R4+–R5+–u2i1R5+–i2i4i3i5解法二:i1+i2=i3+i4支路電流法是最基本的方法,在方程數(shù)目不多的情況下可以使用。由于支路法要同時(shí)列寫KCL和KVL方程,所以方程數(shù)較多,且規(guī)律性不強(qiáng)(相對(duì)于后面的方法),手工求解比較繁瑣,也不便于計(jì)算機(jī)編程求解。因此較少采用。支路電流法的特點(diǎn):支路電流法是最基本的方法,在方程數(shù)目不多的情況下可以使用。由3.4網(wǎng)孔電流法1)設(shè)網(wǎng)孔電流的方向(其又是繞行方向)和大小;2)列網(wǎng)孔KVL方程;(兩種方法)3)解方程求網(wǎng)孔電流;4)求某支路的電流(用網(wǎng)孔電流表示)
。是以網(wǎng)孔電流作為電路的獨(dú)立變量,列KVL方程。只適用于平面電路。網(wǎng)孔電流法列方程步驟:3.4網(wǎng)孔電流法1)設(shè)網(wǎng)孔電流的方向(其又是繞行方向)和求KVL方程的第一種方法:1)用KVL的表述一列方程;2)注意支路電流與網(wǎng)孔電流之間的關(guān)系。R2iim2im1i
i
=im1
–
im2
i=im2
–
im1
網(wǎng)孔電流網(wǎng)孔電流支路電流求KVL方程的第一種方法:1)用KVL的表述一列方程;2)注58頁(yè)例:im2im1-us1+R1
im1
+R2(
im1
–
im2)+uS2=0-uS2+R2(im2-im1)+R2
im3
+us3=0
求i1,i2,i3i1=im1i2=im1-im2i3=im2-uS2R2+–iim2im1
i=im1
–
im2
uS2R1R2R3+–+–uS3+uS1–i2i1i358頁(yè)例:im2im1-us1+R1im1+R2(-uS1+R1
im1
+R2(
im1
–
im2)+uS2=0-uS2+R2(im2-im1)+R2
im3
+uS3=0
整理得:(R1+R2)
im1
–R2im2=uS1-uS2-R2im1+(R2+R3)im2
=uS2-uS3
即:
R11im1+R12im2=uS11R21im1+R22im2
=uS22下面講書本的方法:求KVL方程的第二種方法-uS1+R1im1+R2(im1–im2)R11=R1+R2
代表網(wǎng)孔1的自阻,為網(wǎng)孔1所有電阻之和。R22=R2+R3
代表網(wǎng)孔2的自阻,為網(wǎng)孔2所有電阻之和。自阻總是正的R12=R21=R2
代表網(wǎng)孔1和網(wǎng)孔2的互阻,為網(wǎng)孔1、2的公共電阻。當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相同時(shí),互阻為正;當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相反時(shí),互阻為負(fù);當(dāng)兩網(wǎng)孔電流間沒有公共電阻時(shí),互阻為零。如果網(wǎng)孔電流的方向均為順時(shí)針,則互阻總為負(fù)。uS11=uS1-uS2
為網(wǎng)孔1的總電壓源電壓,各電壓源電壓與網(wǎng)孔電流一致時(shí),前取負(fù)號(hào),反之取正號(hào)。uS22=uS2-uS3
為網(wǎng)孔2的總電壓源電壓。R11im1+R12im2=uS11R21im1+R22im2
=uS22R11=R1+R2代表網(wǎng)孔1的自阻,為網(wǎng)孔1所有電阻之和。推廣:R11im1+R12im2+R13im3+---+R1mimm=us11R21im1+R22im2+R23im3+---+R2mimm=uS22
------------------------Rm1im1+Rm2im2+Rm3im3+---+Rmmimm=uSmm推廣:1)按通式寫出回路電流方程。2)注意通式方程中的正負(fù)號(hào)。a)自阻為正,互阻可正可負(fù),當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相同時(shí),互阻為正;當(dāng)兩網(wǎng)孔電流通過公共電阻的參考方向相反時(shí),互阻為負(fù);
b)各電壓源電壓與網(wǎng)孔電流一致時(shí),前取負(fù)號(hào),反之取正號(hào)。R11il1+R12il2+…+R1lill=uSl1
…R21il1+R22il2+…+R2l
ill=uSl2Rl1il1+Rl2il2+…+Rll
ill=uSll列寫網(wǎng)孔電流方程的KVL方程方法二:1)按通式寫出回路電流方程。2)注意通式方程中的正負(fù)號(hào)。R1I1I3I2+_US2+_US1R1R2R3+_US4R4IaIbIcId解:1)設(shè)網(wǎng)孔電流的方向和大?。?)求某支路的電流。2)列網(wǎng)孔KVL方程;-US1+R1I1+R2(I1-I2)
+US2=0-US2+R2(I2-I1)+R3(I2-
I3)=0R3(I3-I2)+R4I3+US4=03)解方程求得網(wǎng)孔電流;Ia=I1
Ib=I2–I1Ic=I3-I2Id=-I360頁(yè)例3-1:用網(wǎng)孔法求各支路電流。I1I3I2+_US2+_US1R1R2R3+_US4R4解法二:書本解法解:(1)設(shè)選網(wǎng)孔電流;(2)列網(wǎng)孔電流方程;(R1+R2)I1-R2I2=US1-US2
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