1、支路電流法和結(jié)點(diǎn)電壓法
支路電流法是以支路電流為電路變量,對(duì)于有n忍個(gè)結(jié)點(diǎn)、b條支路的電路,可以對(duì)任意(n—1)個(gè)結(jié)點(diǎn)列出(n—1)個(gè)獨(dú)立的KCL方程,對(duì)電路中的獨(dú)立回路列出(b一(n—1)]個(gè)KVL方程,然后求出各支路電流的1種基本的方法。它的要點(diǎn)是:首先對(duì)各支路電流標(biāo)出參考方向;找(n一1)個(gè)結(jié)點(diǎn)應(yīng)用基爾霍夫電流定律列電流方程;找(b—n+1)個(gè)獨(dú)立回路應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列電壓方程,聯(lián)立方程組求解即可。
在各種電路分析方法中,結(jié)點(diǎn)電位法是1種通用的分析方法,結(jié)點(diǎn)電壓法是結(jié)點(diǎn)電位法的特例,尤其適用于結(jié)點(diǎn)數(shù)少而連接支路多的電路。目前使用的計(jì)算機(jī)輔助分析軟件一般都以結(jié)點(diǎn)電位分析法為基礎(chǔ)。利用這個(gè)方法把求解某電流、電壓響應(yīng)的問題轉(zhuǎn)化為求1個(gè)或幾個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓的問題。此方法的要點(diǎn)是確定結(jié)點(diǎn)電壓(電位),首先在電路中選定1個(gè)結(jié)點(diǎn)為參考電位點(diǎn),然后根據(jù)KCL對(duì)各獨(dú)立結(jié)點(diǎn)列寫結(jié)點(diǎn)電位(壓)方程。
本例題中的電路有2個(gè)結(jié)點(diǎn),兩結(jié)點(diǎn)間有3條支路,用結(jié)點(diǎn)法求解更簡單。以上計(jì)算過程說明:支路電流法一般用于結(jié)點(diǎn)間聯(lián)接支路數(shù)不是太多的電路,否則需列寫的方程組較多,給計(jì)算帶來不便;當(dāng)電路中的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)(n一1)小于支路數(shù)b時(shí),應(yīng)選擇結(jié)點(diǎn)電壓法求解。
如圖2所示,電路中有4條支路,若用支路電流法求解需解四元一次方程組,比較復(fù)雜;而電路中只有2個(gè)結(jié)點(diǎn),即僅有1個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn),所以用結(jié)點(diǎn)電壓法求解較方便。
疊加原理和等效電源定理
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2、疊加原理和等效電源定理
疊加原理是分析線性電路時(shí)普遍適用的基本原理。使用疊加原理時(shí),要把原電路分成幾個(gè)分電路,先求出各分電路的電壓或電流,然后求代數(shù)和得出原電路的總電壓或總電流。方法要點(diǎn):首先標(biāo)定原電路各支路電流、電壓的參考方向;將電路分解為各理想電源單獨(dú)作用的分電路,標(biāo)出各分電路中電流(電壓)的參考方向;求解分電路中各支路電流(電壓);最后疊加求解出原電路的電流(電壓)響應(yīng)一求各分電路對(duì)應(yīng)支路電流(電壓)代數(shù)和,凡分電路電流(電壓)參考方向與原電路電流(電壓)參考方向一致者取正號(hào),反之取負(fù)號(hào),但保留分電流本身的符號(hào)。
圖1電路用疊加原理求解,由于原電路中有兩個(gè)獨(dú)立電源,所以可把原電路用2個(gè)簡單電路疊加表示。
當(dāng)電流源單獨(dú)作用時(shí),電壓源短接。如圖3所示電路。
當(dāng)然對(duì)圖2電路需要對(duì)3個(gè)分電路分別計(jì)算,然后再疊加。即當(dāng)獨(dú)立電源較多時(shí),這一方法就不可取了。一般疊加原理用于計(jì)算電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜但獨(dú)立電源不多的電路。
當(dāng)1個(gè)復(fù)雜電路只需求解其中1條支路的電流或電壓時(shí),那么用等效電源定理就比較方便。一般情況下,任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用1個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和內(nèi)阻Ro串聯(lián)的電源來等效代替,該定理就是戴維寧定理;或者等效成電流為I。的理想電流源和等效電阻Ro的并聯(lián)組合代替,即諾頓定理。
對(duì)圖2電路若只求R4支路電流。用戴維寧定理求解就比較方便。
[解]:其戴維寧等效電路如圖5,其中的等效電勢(shì)E等于把毗支路開路時(shí)的端口開路電壓,如圖6所示電路;
通過以上實(shí)例對(duì)比,給我們?cè)诜治鲭娮桦娐窌r(shí)的啟示有:電阻電路的分析和計(jì)算的最佳方法選擇應(yīng)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)和要求來確定。在支路數(shù)不多且要求解各支路電流的電路可以選擇用支路電流法;在電路結(jié)點(diǎn)數(shù)少,但結(jié)點(diǎn)間聯(lián)接的支路較多的電路可以選擇結(jié)點(diǎn)電壓法;在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜但電路中獨(dú)立電源不多的電路分析求解時(shí)可以選擇疊加原理;等效電源定理是1種簡單有效的方法,往往適用于只求一部分電路的電流或電壓。
3、線性電阻電路分析
1.線性電阻的串聯(lián)
兩個(gè)二端電阻首尾相聯(lián),各電阻流過同一電流的連接方式,稱為電阻的串聯(lián)。圖(a)表示n個(gè)線性電阻串聯(lián)形成的單口網(wǎng)絡(luò)。
上式表明n個(gè)線性電阻串聯(lián)的單口網(wǎng)絡(luò),就端口特性而言,等效于一個(gè)線性二端電阻,其電阻值由上式確定。
2.線性電阻的并聯(lián)
兩個(gè)二端電阻首尾分別相聯(lián),各電阻處于同一電壓下的連接方式,稱為電阻的并聯(lián)。圖(a)表示n個(gè)線性電阻的并聯(lián)。
3.線性電阻的串并聯(lián)
由若干個(gè)線性電阻的串聯(lián)和并聯(lián)所形成的單口網(wǎng)絡(luò),就端口特性而言,等效于一個(gè)線性二端電阻,其等效電阻值可以根據(jù)具體電路,多次利用電阻串聯(lián)和并聯(lián)單口的等效電阻公式(2-1)和(2-2)計(jì)算出來。
評(píng)論
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