电工电子学第2章电阻电路教程.ppt

第2章 电阻电路分析 2.1 支路电流法 2.2 结点电压法 2.3 网孔电流法 2.4 叠加定理 2.5 等效电源定理 2.6 受控源 2.7 简单非线性电阻电路计算 2.1 支路电流法 电路分析的基本任务是根据已知的激励（独立源）、电路结构及元件参数求出电路的响应（电流、电压）。 理论依据是欧姆定律和基尔霍夫定律。 方法：支路电流法、节点电压法、网孔电流法 重要定理：叠加原理、等效电源定理(戴维南定理) 2.1 支路电流法 支路电流法，简称支路法，是以支路电流为未知量的电路分析方法。根据基尔霍夫定律列出求解支路电流的电路方程。求得支路电流后，再结合元件VAR求出其它待求量。 下面，以下电路为例来介绍支路法的分析步骤。 上面两个方程等价，因此这些方程是非独立的。但是任意去掉一个方程后，剩余方程是独立的。一般说来n个节点的电路可以有(n-1)独立的KCL方程。 (3)以支路电流为未知量，列出各网孔的KVL方程： 网孔l1: (4) 网孔l2: (5) 网孔l3: (6) 对于有n个节点、b条支路电路， 有(n-1)个独立的KCL方程，b-(n-1)个独立的KVL方程。恰好得到b个独立方程。 一般按网孔列出的KVL方程都是独立的。 例：上图电路中，若US1=140V，US2=90V，R1=20Ω，R2=5Ω，R3=6Ω，求各支路电流。 (3)以支路电流为未知量，列出各网孔的KVL方程： 网孔l1: R1I1+R4I4=Us1 (2―4) 网孔l2: R2I2+R5I5-R4I4=0 (2―5) 网孔l3: R3I3-R5I5=Us2 (2―6) 如上图电路，已知：各电阻均为1Ω，Us1=1V，Us2=3V，求各支路电流。 解： 电路中有四条支路，两个节点，依据基尔霍夫定律，列出下面三个独立方程。 对节点a: I1+I2+7-I3=0 对网孔l1: -3I3-6I2=0 对网孔l2: 联立求解得到支路电流：I1=2A,I2=-3A和I3=6A。 2.2 节点电压法 在电路中选定一个节点为参考点，其余节点与参考点之间的电压称为节点电压。节点电压法，简称节点法，是一种以节点电压为未知量的电路分析法。与支路法比较，这种方法因方程数减少而较为方便，特别适用于多支路少节点电路的分析求解。下面以图2.4电路为例，说明节点法分析过程和步骤。 如图所示选节点3为参考点，并标定各支路电流的参考方向。记节点1、2的节点电压为U1和U2。则各支路电压与节点电压的关系： 上式称为节点(电压)方程，其中： G11=G1+G2, G22=G2+G3,分别称为节点1和2的自电导，是与相应节点连接的全部电导之和，符号取“+”号； G12=G21=-G2,称为节点1与2的互电导，是连接在节点1与2之间的所有电导之和，符号取“-”号。 Is11=Is1-Is2, Is22=Is2 分别称为节点1和2的等效电流源，是流入相应节点的各电流源电流的代数和。 根据以上讨论，可归纳出结点电压法分析电路的步骤如下： ⑴ 任意选定某一结点为参考结点，并将其余各结点对应于参考结点的电压（结点电压）作为未知量，指定各结点电压的参考方向均从独立结点指向参考结点； ⑵ 按照式（2）结点电压方程的一般形式，列出结点电压方程； ⑶ 联立求解方程组，解得各结点电压； ⑷ 根据解得的各结点电压值求出其他待求量。 列