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。
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iS,a.加变量加方程:可设电流源两端电压为变量(增加一变量),同时增加关于iS的方程(增加一方程);b.减变量减方程:当iS恰巧是一网孔电流时,可采用网孔电流法求解,且该网孔电流已知(少一变量),同时省略该网孔KVL方程(少一方程);当iS不是网孔电流时,改用回路电流法,并应以iS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。 2.受控源的处理
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)。 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”。 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。结点电压可以代表电路的全部电压特性。结点电压自动满足KVL方程。 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=其它元件注入电流 与电流源串联的电阻对结点KCL无影响,不列入结点电压方程。
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,则该结点电压为已知,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KCL方程,同时增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