電路理論教學(xué)課件第3章電阻電路的一般分析方法31

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1、第第3 3章章 電阻電路的一般方法電阻電路的一般方法 重點(diǎn)：重點(diǎn)： 熟練掌握電路方程的列寫方法：熟練掌握電路方程的列寫方法： 支路電流法支路電流法 網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法 回路電流法回路電流法 結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)3.1 3.1 支路電流法支路電流法 3.2 3.2 回路電流法（網(wǎng)孔電流法）回路電流法（網(wǎng)孔電流法）3.3 3.3 結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)目的目的：找出：找出一般一般求解線性網(wǎng)絡(luò)的求解線性網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)方法。系統(tǒng)方法。根據(jù)列方程時(shí)所選變量的不同可分為根據(jù)列方程時(shí)所選變量的不同可分為支路電流法、支路電流法、回路電

2、流法（網(wǎng)孔法）和結(jié)點(diǎn)電壓法回路電流法（網(wǎng)孔法）和結(jié)點(diǎn)電壓法。電路物理量的關(guān)系電路物理量的關(guān)系（電流、電壓）（電流、電壓）1.1.元件的電壓電流的約束元件的電壓電流的約束( (VCRVCR) ) 2.2.電路結(jié)構(gòu)的約束電路結(jié)構(gòu)的約束( (KCLKCL、KVLKVL) )電路理論電路理論電路分析：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)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：本課程主要研究電路分析，其基本方法：確定變量確定變量根據(jù)約束關(guān)系列方程根據(jù)約束關(guān)系列方程求解求解特點(diǎn)特點(diǎn)：不改變電

3、路結(jié)構(gòu)，由根據(jù)約束關(guān)系建立方程求解：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(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)其中一個(gè)方程不獨(dú)立，其中一個(gè)方程不獨(dú)立，可由另一方程表示可由另一方程表示R1R2R3+uS1+uS23.1 3.1 支路電流法支路電流法 舉例說(shuō)明：舉例說(shuō)明：i2i3ab一、支路電流法一、支路電流法：以各支路電流為未知量：以各支路電流為未知量列寫電路，列寫電路，方程分析電路的方法，稱為方程分析電路的方法，稱為支路電流法支路電流法。i11 1）獨(dú)立節(jié)點(diǎn)：獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電流方程）獨(dú)立節(jié)點(diǎn)：獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電流方程對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)2 2）n n1 1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)步驟：步驟： 確定支路

4、數(shù)確定支路數(shù)b b ，在圖中標(biāo)出各支路，在圖中標(biāo)出各支路電流參考方向。電流參考方向。 b b3 3 確定節(jié)點(diǎn)數(shù)確定節(jié)點(diǎn)數(shù)n n，根據(jù)，根據(jù)KCLKCL對(duì)對(duì)（n n1 1）個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)列電流方程。列電流方程。 n n2 2 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a a： i1+ i2 = i3節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b b： i3= i1+ i2 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)IIIR1R2R3+uS1+uS2i2abi1 根據(jù)根據(jù)KVLKVL，對(duì)，對(duì)b-(n-1)b-(n-1)個(gè)獨(dú)立回路，個(gè)獨(dú)立回路，建立方程。建立方程。1 1）獨(dú)立回路：含有一條別的回）獨(dú)立回路：含有一條別的回路沒有

5、的支路，該回路獨(dú)立路沒有的支路，該回路獨(dú)立2 2）獨(dú)立回路的選?。海┆?dú)立回路的選取：網(wǎng)孔網(wǎng)孔回路回路I： i1 R1 - i2 R2 = uS1 - uS2回路回路II ：i2 R2 + i3 R3 = uS2 帶入數(shù)據(jù)，求解。帶入數(shù)據(jù)，求解。i3 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)R1R2R3R4R5R6+i2i3i4i1i5i6uS1234對(duì)于有對(duì)于有b b條支路的電路，以條支路的電路，以各支路電流和支路電壓為未知量各支路電流和支路電壓為未知量列方程，未知量共有列方程，未知量共有2 2b b個(gè)，需列個(gè)，需列二、二、 2b2b支路電流法支路電流法：出出2 2b b個(gè)獨(dú)立的電路方程，便可以

6、個(gè)獨(dú)立的電路方程，便可以求解這求解這2 2b b個(gè)變量。個(gè)變量。目的：便于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算目的：便于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算支路電流法的一般步驟：支路電流法的一般步驟：u標(biāo)定各支路電流的參考方向；標(biāo)定各支路電流的參考方向；u選定選定( (n n1)1)個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)，列寫其個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)，列寫其KCLKCL方程；方程；u選定選定b b(n n1)1)個(gè)獨(dú)立回路，指定回路的繞行方向，個(gè)獨(dú)立回路，指定回路的繞行方向，列寫其列寫其KVLKVL方程方程( (元件特性代入元件特性代入) ) ；u求解上述方程，得到求解上述方程，得到b b個(gè)支路電流；個(gè)支路電流；u其它分析。其它分析。支路法的特點(diǎn)：支路法的特點(diǎn)：支路電流法是最

7、基本的方法，在方程數(shù)目不多的情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)列寫況下可以使用。由于支路法要同時(shí)列寫KCLKCL和和KVLKVL方程，方程，所以方程數(shù)較多，且規(guī)律性不強(qiáng)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。手工求解比較繁瑣，也不便于計(jì)算機(jī)編程求解。 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)例例1.結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)a：I1+I2I3=0 1) (1) n1=1個(gè)個(gè)KCL方程方程：US1=130V, US2=117V, R1=1 , R2=0.6 , R3=24 .求各支路電流及電壓求各支

8、路電流及電壓源各自發(fā)出的功率。源各自發(fā)出的功率。解解(2) b( n1)=2個(gè)個(gè)KVL方程方程：R2I2+R3I3= US2 U= USR1I1R2I2=US1US20.6I2+24I3= 117 3) I10.6I2=130117=13 2)US1US2R1R2R3ba+I3I1I212 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)(3) 聯(lián)立聯(lián)立1)、2)、3)求解求解I1+I2I3=00.6I2+24I3= 117I10.6I2=130117=13解之得解之得I1=10 AI3= 5 AI2= 5 A(4) 功率分析功率分析PU S1發(fā)發(fā)=US1I1=130 10=1300 WPU S2發(fā)發(fā)=

9、US2I2=130 (10)= 585 W驗(yàn)證功率守恒驗(yàn)證功率守恒：PR 1吸吸=R1I12=100 WPR 2吸吸=R2I22=15 WPR 3吸吸=R3I32=600 WP發(fā)發(fā)=715 WP吸吸=715 WP發(fā)發(fā)= P吸吸 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)i1i2例例2.2. 列寫如圖電路的支路電流方程。列寫如圖電路的支路電流方程。b=5, n=3KCLKCL方程：方程：R1 i1- -R2i2 = uS (3)R2 i2+ +R3i3 + + R4 i4 = 0 (4)- - R4 i4+ +u = 0 (5)KVLKVL方程：方程：解解: :- - i1- - i2 + i3 = 0 (1)- - i3+ + i4 - - i5 = 0 (2)i3R3i5uSR1R2ba+i4ucR4231 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄 上一頁(yè)上一頁(yè)