电阻电路的一般分析
支路电流法
对一个具有 b 条支路和 n 个结点的电路, 当以支路电压和支路电流为电路变量列写方程时, 总计有 2b 个未知量。根据 KCL可以列写 n-1 个独立方程,根据 KVL可以列写 b-n+1 个独立 方程,根据 VCR可以列出 b 个方程,从而求出未知量,又称
2b 法。
支路电路法说明
1. 对有伴电流源支路,应先变换成有伴电压源支路再列方程。 2. 当电路存在无伴电流源支路时,
a. 增加电流源的端电压为变量(变量增加一个)
,同时增
加支路电流与电流源电流关系方程(方程增加一个) ;b. 把电流源电流作为支路电流(变量
少一个),以电流源支路作为连支选择树来确定一组独立回路,列方程时舍去含无伴电流源
的回路 KVL方程( KVL方程减少一个) 。
3. 当电路存在受控源时, 可将受控源当作独立源处理,并增加控制量(以支路电流表示)方 程。
4. 适用于支路数少的电路的分析 网孔电流法
选择网孔电流作为一组独立变量 (b-n+1 个), 对各个网孔列写 KVL方程 (b-n+1 个),解出
各网孔电流,再求解其它变量的方法。
网孔电流方程的本质是
KVL方程,网孔互阻 ( 公共电阻 ) :两网孔电流同向流过互阻取“ +”;
两网孔电流反向流过互阻取“
- ”。方程的右边写电阻以外其它元件的电压升。
当电路中存在无伴电流源时,可设无伴电流源的电压为 U,将 U列入相应方程右侧(增加一 个变量),再增加关于电流源电流的方程(增加一个方程)
。
当无伴电流源电流刚好是一网孔电流时,该网孔电流已知(少一个变量) ,可将该网孔方程
省略(少一个方程) 。其他网孔方程中出现的该网孔电流应直接以数值代入。
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回路电流法
取一组独立回路, 以各回路的回路电流为变量,
列写各回路 KVL方程, 从而分析计算电路的
方法。回路电流法主要用于求解网孔电流法不便求解的无伴电流源问题。
回路电流法说明 1. 电流源的处理
对于无伴电流源 i S,a. 加变量加方程:可设电流源两端电压为变量(增加一变量) 电流法求解,且该网孔电流已知(少一变量)
,同时增
加关于 i S的方程(增加一方程) ;b. 减变量减方程:当 i S 恰巧是一网孔电流时,可采用网孔
, 同时省略该网孔 KVL方程(少一方程) ;当
i S 不是网孔电流时 , 改用回路电流法,并应以
2. 受控源的处理
i S 为连支选择回路。
对于有伴电流源,可先变换成有伴电压源再列方程。
先将受控源按独立源处理,再增加一个有关控制量的方程。也可将控制量关系代入方程中, 消去控制量,整理得新方程组(系数矩阵不再对称)
2
。
结点电压法
任选电路中某一结点为参考结点,其他结点与此参考结点间的电压称为“结点电压” 可以代表电路的全部电压特性。结点电压自动满足 变量: (n-1) 个结点电压
方程: (n-1) 个独立结点的 KCL方程
列式要领:自导,总为正互导,总为负经电阻流出电流 与电流源串联的电阻对结点
=其它元件注入电流
KCL无影响,不列入结点电压方程。
KVL方程。
。
结点电压有 n-1 个。 结点电压默认参考结点为负极性端,独立结点为正极性端。结点电压
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结点电压法说明
1. 与电流源串联的电阻、电压源等元件不影响结点电流,不应列入结点电压方程中。 2. 有伴电压源应变换成有伴电流源再列方程。
3. 无伴电压源处理: (1) 可设电压源的电流为变量,同时补充关于电压源电压与结点电压关 系的方程 ;(2) 适当选择参考结点使无伴电压源电压刚好是一结点电压, 可省去该结点方程; (3) 将无伴电压源支路作为广义结点,列出广义结点 加广义结点内电压关系的方程,取代广义结点内部各结点电压方程。
4. 电路中存在受控源时, 可先按独立源处理, 并增补关于控制量的方程, 然后代入方程组消 去控制量,此时方程组系数矩阵不对称。 5. 结点电压方程的本质是结点
KCL方程。
6. 适用于支路多、结点少的电路分析,并可以运用于非平面电路。 支路电压法
则该结点电压为已知, KCL方程,同时增
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电路定理
叠加定理
在线性电阻电路中, 某处电压或电流, 都是电路中各个独立电源单独作用时, 电压或电流的叠加。
叠加定理的应用——利用分响应的叠加求电路响应 将响应分组叠加时,应保证每个激励都作用并仅作用一次。
在该处产生的
应用叠加定理求解响应的一般步骤
1. 将激励分组,保证每个激励的响应在叠加后出现一次; 2. 画出每个或每组激励单独作用时的分电路图:
将不作用的独立源置零,以短路代替电压源,以开路代替电流源; 电路的其它部分保持不变,但各处电压电流应用分响应标识; 各分电路中电压、电流参考方向应尽量与原电路保持一致。 根据各分电路图求出待求响应的分响应。
将所有分响应叠加(与原电路响应方向一致取“ +”,相反取“ 叠加定理的说明 只适用于线性电路
受控源不属于激励,原则上不参与叠加。 计算电路或元件的功率时不可使用叠加定理。 齐性定理
1. 定理内容:线性电路中,当所有激励(电压源和电流源)都同时扩大或缩小
(电压和电流)也扩大或缩小
K倍。
K倍,响应才能同样扩大或缩小
K倍。
2. 定理应用条件:所有激励必须同时扩大或缩小 当电路中只有一个激励时,响应与激励成正比。
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- ”),得到原电路响应。
K 倍,响应