《電路理論教學(xué)課件》第3章電阻電路的一般分析方法

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1、第 3章 電 阻 電 路 的 一 般 方 法 重 點(diǎn) ： 熟 練 掌 握 電 路 方 程 的 列 寫 方 法 ： 支 路 電 流 法 網(wǎng) 孔 電 流 法 回 路 電 流 法 結(jié) 點(diǎn) 電 壓 法 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁 3.1 支 路 電 流 法 3.2 回 路 電 流 法 （ 網(wǎng) 孔 電 流 法 ）3.3 結(jié) 點(diǎn) 電 壓 法 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁 目 的 ： 找 出 一 般 求 解 線 性 網(wǎng) 絡(luò) 的 系 統(tǒng) 方 法 。根 據(jù) 列 方 程 時(shí) 所 選 變 量 的 不 同 可 分 為 支 路 電 流 法 、回 路 電 流 法 （ 網(wǎng) 孔 法 ） 和 結(jié) 點(diǎn) 電 壓 法 。電

2、 路 物 理 量 的 關(guān) 系（ 電 流 、 電 壓 ） 1.元 件 的 電 壓 電 流 的 約 束 (VCR) 2.電 路 結(jié) 構(gòu) 的 約 束 (KCL、 KVL)電 路 理 論 電 路 分 析 ： 已 知 網(wǎng) 絡(luò) 參 數(shù) ， 結(jié) 構(gòu) ， 由 激 勵(lì) 求 響 應(yīng) 電 路 綜 合 ： 已 知 輸 入 輸 出 關(guān) 系 ， 求 電 路 的 結(jié) 構(gòu)本 課 程 主 要 研 究 電 路 分 析 ， 其 基 本 方 法 ：確 定 變 量 根 據(jù) 約 束 關(guān) 系 列 方 程 求 解特 點(diǎn) ： 不 改 變 電 路 結(jié) 構(gòu) ， 由 根 據(jù) 約 束 關(guān) 系 建 立 方 程 求 解 。 下 一 頁章 目 錄 上 一

3、頁 其 中 一 個(gè) 方 程 不 獨(dú) 立 ，可 由 另 一 方 程 表 示R1 R2 R3+uS1 +uS2 3.1 支 路 電 流 法 舉 例 說 明 ：i2 i3ab一 、 支 路 電 流 法 ： 以 各 支 路 電 流 為 未 知 量 列 寫 電 路 ，方 程 分 析 電 路 的 方 法 ， 稱 為 支 路 電 流 法 。i1 1） 獨(dú) 立 節(jié) 點(diǎn) ： 獨(dú) 立 節(jié) 點(diǎn) 電 流 方 程對 應(yīng) 的 節(jié) 點(diǎn)2） n 1個(gè) 獨(dú) 立 節(jié) 點(diǎn)步 驟 ： 確 定 支 路 數(shù) b ， 在 圖 中 標(biāo) 出 各 支 路電 流 參 考 方 向 。 b 3 確 定 節(jié) 點(diǎn) 數(shù) n， 根 據(jù) KCL對 （ n 1）

4、個(gè) 獨(dú) 立 節(jié) 點(diǎn) 列 電 流 方 程 。 n 2 節(jié) 點(diǎn) a： i1+ i2 = i3節(jié) 點(diǎn) b： i3= i1+ i2 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁 I IIR1 R2 R3+uS1 +uS2i2abi1 根 據(jù) KVL， 對 b-(n-1)個(gè) 獨(dú) 立 回 路 ，建 立 方 程 。1） 獨(dú) 立 回 路 ： 含 有 一 條 別 的 回路 沒 有 的 支 路 ， 該 回 路 獨(dú) 立2） 獨(dú) 立 回 路 的 選 取 ： 網(wǎng) 孔回 路 I： i1 R1 - i2 R2 = uS1 - uS2回 路 II ： i2 R2 + i3 R3 = uS2 帶 入 數(shù)

5、據(jù) ， 求 解 。i3 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁 R1R2 R3 R4R5R6 + i2 i3 i4i1 i5 i6uS1 2 34 對 于 有 b條 支 路 的 電 路 ， 以各 支 路 電 流 和 支 路 電 壓 為 未 知 量列 方 程 ， 未 知 量 共 有 2b個(gè) ， 需 列二 、 2b支 路 電 流 法 ： 出 2b個(gè) 獨(dú) 立 的 電 路 方 程 ， 便 可 以求 解 這 2b個(gè) 變 量 。目 的 ： 便 于 計(jì) 算 機(jī) 編 程 計(jì) 算 支 路 電 流 法 的 一 般 步 驟 ：u標(biāo) 定 各 支 路 電 流 的 參 考 方 向 ；u選 定 (n 1)個(gè) 獨(dú) 立 結(jié) 點(diǎn) ，

6、列 寫 其 KCL方 程 ；u選 定 b (n 1)個(gè) 獨(dú) 立 回 路 ， 指 定 回 路 的 繞 行 方 向 ，列 寫 其 KVL方 程 (元 件 特 性 代 入 ) ；u求 解 上 述 方 程 ， 得 到 b個(gè) 支 路 電 流 ；u其 它 分 析 。支 路 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 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 于 后 面 的 方 法 )，手 工 求 解 比 較 繁 瑣 ， 也 不 便

7、 于 計(jì) 算 機(jī) 編 程 求 解 。 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁 例 1. 結(jié) 點(diǎn) a： I1+I2I3=0 1) (1) n1=1個(gè) KCL方 程 ：US1=130V, US2=117V, R1=1, R2=0.6, R3=24.求 各 支 路 電 流 及 電 壓源 各 自 發(fā) 出 的 功 率 。解 (2) b( n1)=2個(gè) KVL方 程 ：R 2I2+R3I3= US2 U=USR1I1R2I2=US1US2 0.6I2+24I3= 117 3) I10.6I2=130117=13 2)US1 US2R1 R2 R3b a+ + I3I1 I21 2 下 一 頁章 目 錄 上 一

8、頁 (3) 聯(lián) 立 1)、 2)、 3)求 解I1+I2I3=00.6I2+24I3= 117I10.6I2=130117=13 解 之 得 I1=10 AI3= 5 AI2= 5 A(4) 功 率 分 析PU S1發(fā) =US1I1=13010=1300 WPU S2發(fā) =US2I2=130(10)= 585 W驗(yàn) 證 功 率 守 恒 ：PR 1吸 =R1I12=100 WPR 2吸 =R2I22=15 WPR 3吸 =R3I32=600 W P發(fā) =715 WP吸 =715 W P發(fā) = P吸 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁 i1 i2例 2.列 寫 如 圖 電 路 的 支 路 電 流 方 程 。b=5, n=3KCL方 程 ：R1 i1-R2i2 = uS (3)R2 i2+R3i3 + R4 i4 = 0 (4)- R 4 i4+u = 0 (5)KVL方 程 ： 解 :- i1- i2 + i3 = 0 (1)- i3+ i4 - i5 = 0 (2) i3R3 i5uSR1 R2 ba+ +i4 uc R42 31 下 一 頁章 目 錄 上 一 頁