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《電路電阻的一般分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、第三章電阻電路的一般分析(50)1概述電路的一般分析法是指方程分析法,它是以電路元件的VCR和KCL,KVL為依據,建立以支路電流、或回路電流,或節(jié)點電壓為變量的電路方程組,從中求出所要求的電流、電壓和功率本章介紹各種電路方程分析方法支路法、回路法、節(jié)點電壓法$3-1電路的圖(50)一、定義:所謂電路圖,把電路中每條支路畫成抽象線段后形成的節(jié)點和支路的集合二、例(見51頁):2R3R1R2R4R5-Us1+R6圖a圖b圖c圖d二、分類:有向圖——賦予支路方向的圖無向圖——續(xù)上例:圖d$3-2KCL和
2、KVL的獨立方程數(52)4一、KCL的獨立方程數若電路圖中有n個節(jié)點,則在任意n-1個節(jié)點上可列出(n-1)個KCL獨立方程例:(見52圖3-2)1234561234列出所有節(jié)點的KCL:i1-i4-i6=0-i1-i2+i3=0i2+i5+i6=0-i3+i4–i5=01—4個方程中每個電流出現(xiàn)兩次(+/-)相加后方程為0=0。即4個方程不是互相獨立。2、任意去除一個節(jié)點,其余三個方程相互獨立,對應三個節(jié)點為獨立節(jié)點二、KVL的獨立方程數1、樹——包含圖中所有節(jié)點,并且無閉合回路的連通圖連通圖:
3、任兩節(jié)點間有道路相連通。非連通圖:至少有二節(jié)點之間無道路連通。2、樹支——構成樹的支路3、連支——樹支以外的其它支路結論:若圖中節(jié)點數為n,支路數為b,則樹支數(n-1),連支數為b-(n-1)123546123546例:電路“圖”如下:圖節(jié)點數n=4支路數b=6樹支n-1=3連支數b-3=3選“樹”如圖:64、基本(獨立)回路和KVL獨立方程組特例:平面圖上全部網孔構成一組獨立回路平面圖——各支路除連接點外沒有交叉網孔——平面圖上自然的孔7基本回路:選定任意一個“樹”,一條連支和若干樹支構成一個獨
4、立回路獨立回路組:由全部連支形成的基本回路獨立回路數=連支數=b-n+1KVL獨立方程組:根據基本回路列出的KVL方程例(55頁圖3-7):1235461234123回路1:u1+u3+u5=0回路2:u1-u2+u4+u5=0回路3:-u4-u5+u6=0例:如下電路圖,任選一樹,確定基本回路,說明獨立回路數和網孔數n=6b=10獨立回路數L=b-n+1=5獨立網孔數=510①②③④⑥⑤$3-3支路電流法(56)11一、定義:以支路電流為未知量列出獨立方程組求解——支路電流法,支路電流法=2b法具
5、體解釋:(1)若電路節(jié)點為n,支路為b,求每條支路的u和I,則有未知量2b個(2)根據KCL可列出獨立方程n-1根據KVL,可列出獨立方程b-n+1根據VCR,可列出方程b個總計可列方程2b個,理論上,2b個方程求出2b個未知量(3)2b法又稱支路電流法方程未知量為b個支路電流,求解即可得支路電流解.支路電流法具體解題過程:設置支路電流參考方向,選擇(n-1)個獨立節(jié)點列KCL方程,選擇(b-n+1)個獨立回路列KVL方程,方程中電阻電壓利用VCR,用支路電流表示。例1:建立電路的支路電流方程:KC
6、L:KVL:二、支路電流法實例例2:KCL:KVL:本例中,有一支路電流已知,故可少寫一個KVL方程。選擇獨立回路時避開電流源所在回路。三、支路電壓法:以支路電壓為未知量列出獨立方程組——支路電壓法1、列出KVL獨立方程組(方程數=網孔數)2、列出KCL獨立方程組(n-1個)3、利用VCR,將KCL中的電流替換為電壓習題:3-1(b)3-2(b)3-3(b)3-5(b)3-715答案:3-1(b)(1)n=7,b=12(2)b=9,n=53-2(b)(1)KCL獨立方程數=6(2)KCL=4KVL獨
7、立方程數=6KVL=53-3(b)畫樹4種(略)樹枝數=53-5(b)獨立回路數和網孔數均=63-7i5=-0.956a$3-4網孔電流法(58)一、定義:161、網孔電流:沿網孔邊沿流動的假想電流。任一支路電流等于流經該支路的網孔電流的代數和。2、網孔電流法:以網孔電流為變量,對每個網孔寫一個KVL方程,求出網孔電流變量(適用于平面電路)3、根據網孔電流變量求出其它未知量R5+Us3-+Us1-+Us2-R1R2R3R6R4-Us4+Im3Im21、設網孔電流及方向17二、網孔電流分析法探討(
8、58)(電路方程推導)網孔1:R1Im1+R5(Im1+Im2)+R4(Im1-Im3)=Us1-Us4網孔2:R2Im2+R5(Im1+Im2)+R6(Im2+Im3)=Us2網孔3:R3Im3+R4(Im3-Im1)+R6(Im2+Im3)=Us3+Us4Im12、網孔電流為變量,列各網孔KVL電路方程網孔內各電阻電壓降總和=電源電壓升總和3、整理方程得出一般矩陣方程形式:(R1+R5+R4)Im1+R5Im2-R4Im3=Us1-Us4R5Im1+(R2+R5+