电路分析基础-第3章课件.ppt

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1、 第三章第三章 线性电路分析方法线性电路分析方法1.复杂电路复杂电路：含有多个节点或回路。含有多个节点或回路。简单电路简单电路：仅有一个独立节点或一个回路。仅有一个独立节点或一个回路。平平面面电电路路：可可画画在在一一个个平平面面上上，且且使使各各条条支支路路除除连连接接点点外外不不再再有有交交叉叉支支路路的的电电路路。否否则则，为为非非平平面面电路。电路。电路分类：电路分类：线性电路：线性电路：由线性时不变无源元件、线性受控源和独立源组成的电路称为线性时由线性时不变无源元件、线性受控源和独立源组成的电路称为线性时不变电路，也称线性定常电路，本书简称为线性电路。不变电路，也称线性定常电路，本书

2、简称为线性电路。电路分析：电路分析：给定电路的结构、元件参数以及各独立电源的电压和电流，依给定电路的结构、元件参数以及各独立电源的电压和电流，依据电路的两种约束，求出电路中所有的支路电流和支路电压。据电路的两种约束，求出电路中所有的支路电流和支路电压。本章导学本章导学2.电路分析基本方法电路分析基本方法支路的伏安关系支路的伏安关系基本分析方法基本分析方法支路电流-支路电压法支路电压法支路电流法支路电流法网孔电流法网孔电流法节点电位法节点电位法3.3.13.1支路电流法支路电流法 对对具具有有n n个个节节点点，b b条条支支路路的的电电路路，直直接接以以b b条条支支路路的的电电流流为为待待求

3、求变变量量，依依据据KCLKCL、KVLKVL和支路伏安关系列写方程，从而对电路进行分析求解的方法。和支路伏安关系列写方程，从而对电路进行分析求解的方法。节节点点数数n=4n=4，支支路路树树b=6b=6，网网孔孔数数m=3m=3（内内网网孔孔），回回路路数数为为7 7。利利用用支路电流法需要列写出支路电流法需要列写出6 6个方程。个方程。KCLKCL方程方程 :节点节点A A：节点节点B B：节点节点C C：三个式子相加三个式子相加 ：（为节点（为节点D D的的KCLKCL方程方程 ）或或4.回路回路：回路回路：回路回路：外网孔外网孔 ：对平面电路列出约束方程，其独立对平面电路列出约束方程，

4、其独立方程的个数正好等于网孔的个数。方程的个数正好等于网孔的个数。5.支路电流法的步骤：支路电流法的步骤：（1 1）画出电路图。）画出电路图。（2 2）设定各支路电流的大小和参考方向。）设定各支路电流的大小和参考方向。（3 3）选取独立节点，写出）选取独立节点，写出n-1n-1个个KCLKCL方程。方程。（4 4）写出）写出m m个回路的个回路的KVLKVL方程（一般选网孔回路）。方程（一般选网孔回路）。（5 5）联立求解所列出的）联立求解所列出的b b个独立方程，即得条支路电流。个独立方程，即得条支路电流。（6 6）根据支路的伏安关系，即得条支路的电压。）根据支路的伏安关系，即得条支路的电压

5、。（7 7）利用求得的支路电流和支路电压，可求得支路功率。）利用求得的支路电流和支路电压，可求得支路功率。6.例例1 1 用支路电流法求图示电路各支路电流，并求中间支路吸收的功率。用支路电流法求图示电路各支路电流，并求中间支路吸收的功率。解：解：7.例例2 2 求支路电流求支路电流 。支路电流法支路电流法8.例例3 3 图示电路，写出求解支路电流的独立方程组。图示电路，写出求解支路电流的独立方程组。(辅助方程辅助方程 )解：解：9.3.2 3.2 网孔法网孔法网孔电流：网孔电流：主观设想在网孔回路中流动的电流。主观设想在网孔回路中流动的电流。以网孔电流作为待求变量，根据以网孔电流作为待求变量，

6、根据和支路伏安关系列写电路方程，从而对和支路伏安关系列写电路方程，从而对电路进行分析的方法，称之为网孔回路电路进行分析的方法，称之为网孔回路法或网孔电流法，简称网孔法。法或网孔电流法，简称网孔法。网孔电流的参考方向均是任意设定的。网孔电流的参考方向均是任意设定的。依据：依据：(1)(1)KVL (2)(2)支路支路VAR 10.对于节点对于节点a a，其，其KCLKCL方程方程即即说明各网孔电流之间不受约束，彼此说明各网孔电流之间不受约束，彼此独立，不能互求。独立，不能互求。对回路对回路1 1列写列写KVLKVL：将支路电流用网孔电流表示，得将支路电流用网孔电流表示，得自电阻自电阻互电阻互电阻

7、互电阻互电阻回路电压源电压升代数和回路电压源电压升代数和网孔方程网孔方程11.网孔方程网孔方程令令可可见见，列列写写出出网网孔孔方方程程，求求出出网网孔孔电电流流，求求出出支支路路电电流流，用用支支路路的的伏伏安安关关系系就就可可以以求求出出支支路电压了。这就是网孔分析法。路电压了。这就是网孔分析法。12.网孔法的一般步骤：网孔法的一般步骤：（1 1）画出电路图。）画出电路图。（2 2）设定各网孔电流的大小和参考方向。）设定各网孔电流的大小和参考方向。（3 3）对各网孔列写约束方程，方程个数与网孔个数相等。）对各网孔列写约束方程，方程个数与网孔个数相等。（4 4）联立求解约束方程组，即可得各网

8、孔电流。）联立求解约束方程组，即可得各网孔电流。（5 5）求出各支路电流和各支路电压，并进一步求出支路功率。）求出各支路电流和各支路电压，并进一步求出支路功率。网孔方程列写的理论依据：网孔方程列写的理论依据：KVLKVL、VARVAR网孔方程的个数：网孔方程的个数：大于等于大于等于m m个个网孔法的解题步骤网孔法的解题步骤13.物理意义：物理意义：反反映映了了在在各各电电压压源源的的共共同同作作用用下下，沿沿网网孔孔电电流流的的方方向向，各各元元件件电压降的代数和等于沿该方向回路电压源电压升的代数和。电压降的代数和等于沿该方向回路电压源电压升的代数和。对对于于线线性性时时不不变变平平面面电电路

9、路，网网孔孔方方程程中中各各项项物物理理意意义义明明确确，规规律律性性强强，数数目目较较少少，求求解解速速度度快快，因因此此也也是是较较为为广广泛泛使使用用的的一一种方法。种方法。14.例例1 1 图示电路。试用网孔法求电流图示电路。试用网孔法求电流 。解法解法1 1：进行电源等效变换，将理想电流进行电源等效变换，将理想电流源与电阻的并联变换为一个实际源与电阻的并联变换为一个实际的电压源，的电压源，网孔方程为网孔方程为 理想电流源的处理理想电流源的处理15.解法解法2 2：可可选选适适当当的的回回路路，使使该该理理想想电电流流源源称称为为一一个个已已知知的的网网孔孔电电流流，再再列写其余网孔的

10、网孔方程；列写其余网孔的网孔方程；解法解法3 3：解解法法3：设设出出电电流流源源两两端端的的电电压压，把电流源当作电压源列方程把电流源当作电压源列方程 16.例例2 2 求支路电流求支路电流 。网孔电流法网孔电流法17.网孔法的应用网孔法的应用（含受控源）（含受控源）基本步骤：基本步骤：1）先将受控源暂当独立电源列方程；先将受控源暂当独立电源列方程；2）将控制量用网孔电流表示；将控制量用网孔电流表示；3）整理、化简方程，并求解。整理、化简方程，并求解。注意：若需进行等效变换，切记：控制支路保留。注意：若需进行等效变换，切记：控制支路保留。18.例例3 3 图示电路，用网孔法求各支路电流，并求

11、受控源图示电路，用网孔法求各支路电流，并求受控源5u5u所吸收的功率所吸收的功率P P。解：解：（补充方程）（补充方程）各支路的参考方向如图示，有：各支路的参考方向如图示，有：19.例例4 4 图示电路，用网孔法电流法求各支路电流，并求受控源发出的功率。图示电路，用网孔法电流法求各支路电流，并求受控源发出的功率。解：解：20.例例5 5 图示电路，图示电路，求电阻，求电阻R R和电流和电流i i的值。的值。21.3.3 3.3 节点法节点法节点电位具有相对性节点电位具有相对性支路电压具有绝对性支路电压具有绝对性选选择择电电路路中中的的某某个个节节点点作作为为参参考考节节点点，其其余余节节点点相

12、相对对参参考考节节点点的的电电压压。通通常常用用 或或 表表示示，其其参参考考方方向向为为独独立立节节点处为节点电位的参考点处为节点电位的参考“+”极。极。节点电位（节点电压）节点电位（节点电压）:以以节节点点电电位位为为待待求求变变量量，根根据据KCLKCL和和支支路路伏伏安安关关系系来来分分析析电电路路的的方方法法，称称之之为为节节点点电电位位法法或或节节点点电电压压法法，简称节点法。简称节点法。若节点电位已知，则各支路电压若节点电位已知，则各支路电压即均可求得即均可求得22.对外网孔回路，可列出对外网孔回路，可列出KVLKVL方程方程为为一一恒恒等等式式。指指各各独独立立节节点点电电位位

13、之之间不受约束，彼此独立，不能互求。间不受约束，彼此独立，不能互求。将支路电流用节点电位表示，有将支路电流用节点电位表示，有23.自电导自电导互电导互电导互电导互电导流入节点电流源电流代数和流入节点电流源电流代数和节节点点方方程程自电导为正值自电导为正值 互电导为负值互电导为负值 求得节点电位，即可求得各支路电压，再求得节点电位，即可求得各支路电压，再根据支路的伏安关系可求出支路电流。根据支路的伏安关系可求出支路电流。24.节点法的解题步骤节点法的解题步骤节点法的理论依据：节点法的理论依据：KCLKCL、VARVAR节点方程的个数：节点方程的个数：n-1n-1节点法的一般步骤：节点法的一般步骤

14、：（1 1）画出电路图。）画出电路图。（2 2）选选参参考考节节点点，并并设设定定各各独独立立节节点点电电位位的的大大小小和和正正负负极极性性。一一般般都都是取各独立节点为是取各独立节点为“+”极端，参考节点为极端，参考节点为“”极端。极端。（3 3）列写）列写n-1n-1个节点方程。个节点方程。（4 4）求解，即可得各独立节点电位。）求解，即可得各独立节点电位。（5 5）根据所求得的独立节点电位，即可求出各支路电压和支路电流。）根据所求得的独立节点电位，即可求出各支路电压和支路电流。25.节点法对平面电路与非平面电路均适用。节点法对平面电路与非平面电路均适用。节点法的理论依据是节点法的理论依

15、据是KCLKCL及支路的伏安关系。及支路的伏安关系。如如果果电电路路含含有有受受控控源源，则则与与独独立立源源同同样样处处理理，将将控控制制变量用待求的节点电位表示，作为辅助方程。变量用待求的节点电位表示，作为辅助方程。26.例例1 1 求支路电流求支路电流 。节点电位法节点电位法27.例例2.2.求图示电路的各支路电流。求图示电路的各支路电流。解：解：该该电电路路的的特特点点是是只只有有两两个个节节点点，用用节节点点法法求求解解最最为为方方便便，设设独独立节点的电位立节点的电位 （弥尔曼定理）（弥尔曼定理）28.例例3 3 图示电路，用节点法求各独立节点电位。图示电路，用节点法求各独立节点电

16、位。解法解法1 1：选择理想电压源的一端为参考节点。选择理想电压源的一端为参考节点。解法解法2 2：设设流流过过理理想想电电压压源源的的电电流流29.节点法的应用节点法的应用（含受控源）（含受控源）30.例例4 4 图示电路，用节点法求受控源发出的功率图示电路，用节点法求受控源发出的功率。解：解：（辅助方程）（辅助方程）故受控源发出的功率：故受控源发出的功率：31.例例5 5 求图示电路的节点电位。求图示电路的节点电位。解：解：本题的特点：本题的特点：含有理想电压源支路；含有受控含有理想电压源支路；含有受控的电流源支路。的电流源支路。32.例例6 6 求图示电路中电流求图示电路中电流i i，电

17、压，电压u u及及abab支路吸收的功率支路吸收的功率P P。解：解：33.例例7 7 求图示电路中各个独立源发出的功率及受控源吸收的功率。求图示电路中各个独立源发出的功率及受控源吸收的功率。34.待求量：待求量：网孔回路电流网孔回路电流依依 据：据：KVLKVL、VARVAR适适 用：用：线性平面电路线性平面电路特特 点：点：方程数目较少方程数目较少方程数方程数=内网孔数内网孔数待求量：待求量：节点电位节点电位依依 据：据：KCLKCL、VARVAR方程数方程数=独立节点数独立节点数特特 点：点：方程数目较少方程数目较少适适 用：用：线性电路线性电路依依 据：据：KCLKCL、KVLKVL、

18、VARVAR特特 点：点：待求量物理意义清楚、概念明确；方程数目多。待求量物理意义清楚、概念明确；方程数目多。适宜计算机辅助分析求解。适宜计算机辅助分析求解。适适 用：用：集中参数电路集中参数电路 （线线性性、非非线线性性；时时变变、时时不不变变；具有耦合元件电路等）。具有耦合元件电路等）。待求量：待求量：支路电流支路电流方程数方程数=支路数支路数网孔法网孔法：1节点法：节点法：2支路电流法：支路电流法：3主要内容主要内容35.重重点点与与难难点点1.1.网孔法解题的理论依据、网孔方程的列写；某一网孔法解题的理论依据、网孔方程的列写；某一支路含有电流源的网孔分析方法。支路含有电流源的网孔分析方法。2.2.节点法解题的理论依据、节点方程的列写。某一支节点法解题的理论依据、节点方程的列写。某一支路含有理想电压源的节点分析方法。路含有理想电压源的节点分析方法。3.3.运用基本分析方法解含受控源的电路。运用基本分析方法解含受控源的电路。36.感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！