电路分析基础-第3章课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,第三章 线性电路分析方法,.,1,第三章 线性电路分析方法.1,复杂电路,：,含有多个节点或回路。,简单电路,：,仅有一个独立节点或一个回路。,平面电路：,可画在一个平面上，且使各条支路除连接点外不再有交叉支路的电路。否则，为非平面电路。,电路分类：,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不变电路，也称线性定常电路，本书简称为线性电路。,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,.,2,复杂电路：含有多个节点或回路。简单电路：仅有一个独立节点,电路分析基本方法,支路的伏安关系,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,网孔电流法,节点电位法,.,3,电路分析基本方法支路的伏安关系基本分析方法支路电流-支路电压,3.1,支路电流法,对具有,n,个节点，,b,条支路的电路，直接以,b,条支路的电流为待求变量，依据,KCL,、,KVL,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。,节点数,n=4,，支路树,b=6,，网孔数,m=3,（内网孔），回路数为,7,。利用支路电流法需要列写出,6,个方程。,KCL,方程,:,节点,A,：,节点,B,：,节点,C,：,三个式子相加：,（为节点,D,的,KCL,方程）,或,.,4,3.1支路电流法 对具有n个节点，b条支路的电路，直接以b条,回路,：,回路,：,回路,：,外网孔：,对平面电路列出约束方程，其独立方程的个数正好等于网孔的个数。,.,5,回路：回路：回路：外网孔：对平面电路列出约束方,支路电流法的步骤：,（,1,）画出电路图。,（,2,）设定各支路电流的大小和参考方向。,（,3,）选取独立节点，写出,n-1,个,KCL,方程。,（,4,）写出,m,个回路的,KVL,方程（一般选网孔回路）。,（,5,）联立求解所列出的,b,个独立方程，即得条支路电流。,（,6,）根据支路的伏安关系，即得条支路的电压。,（,7,）利用求得的支路电流和支路电压，可求得支路功率。,.,6,支路电流法的步骤：.6,例,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。,解：,.,7,例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,例,2,求支路电流 。,支路电流法,.,8,例2 求支路电流 。支路电流法.8,例,3,图示电路，写出求解支路电流的独立方程组。,(,辅助方程,),解：,.,9,例3 图示电路，写出求解支路电流的独立方程组。(辅助方程,3.2,网孔法,网孔电流：,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。,依据：,(1),KVL,(2),支路,VAR,.,10,3.2 网孔法网孔电流：主观设想在网孔回路中流动的电流,对于节点,a,，其,KCL,方程,即,说明各网孔电流之间不受约束，彼此独立，不能互求。,对回路,1,列写,KVL,：,将支路电流用网孔电流表示，得,自电阻,互电阻,互电阻,回路电压源电压升代数和,网孔方程,.,11,对于节点a，其KCL方程即说明各网孔电流之间不受约束，彼此独,网孔方程,令,可见，列写出网孔方程，求出网孔电流，求出支路电流，用支路的伏安关系就可以求出支路电压了。这就是网孔分析法。,.,12,网孔方程 令可见，列写出网孔方程，求出网孔电流，求出支路电流,网孔法的一般步骤：,（,1,）画出电路图。,（,2,）设定各网孔电流的大小和参考方向。,（,3,）对各网孔列写约束方程，方程个数与网孔个数相等。,（,4,）联立求解约束方程组，即可得各网孔电流。,（,5,）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：,KVL,、,VAR,网孔方程的个数：,大于等于,m,个,网孔法的解题步骤,.,13,网孔法的一般步骤：网孔方程列写的理论依据：KVL、VAR网孔,物理意义：,反映了在各电压源的共同作用下，沿网孔电流的方向，各元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。,对于线性时不变平面电路，网孔方程中各项物理意义明确，规律性强，数目较少，求解速度快，因此也是较为广泛使用的一种方法。,.,14,物理意义：.14,例,1,图示电路。试用网孔法求电流 。,解法,1,：,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的电压源，,网孔方程为,理想电流源的处理,.,15,例1 图示电路。试用网孔法求电流 。解法1：进行电源等,解法,2,：,可选适当的回路，使该理想电流源称为一个已知的网孔电流，再列写其余网孔的网孔方程；,解法,3,：,解法,3,：,设出电流源两端的电压，把电流源当作电压源列方程,.,16,解法2：可选适当的回路，使该理想电流源称为一个已知的网孔电流,例,2,求支路电流 。,网孔电流法,.,17,例2 求支路电流 。网孔电流法.17,网孔法的应用,（含受控源）,基本步骤：,1,）,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；,3,）,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。,.,18,网孔法的应用基本步骤：注意：若需进行等效变换，切记：控制支路,例,3,图示电路，用网孔法求各支路电流，并求受控源,5u,所吸收的功率,P,。,解：,（补充方程）,各支路的参考方向如图示，有：,.,19,例3 图示电路，用网孔法求各支路电流，并求受控源5u所吸收的,例,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。,解：,.,20,例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,例,5,图示电路，求电阻,R,和电流,i,的值。,.,21,例5 图示电路，求电阻R和电流i的值。.21,3.3,节点法,节点电位具有相对性,支路电压具有绝对性,选择电路中的某个节点作为参考节点，其余节点相对参考节点的电压。通常用 或 表示，其参考方向为独立节点处为节点电位的参考,“,+,”,极。,节点电位（节点电压）,:,以节点电位为待求变量，根据,KCL,和支路伏安关系来分析电路的方法，称之为节点电位法或节点电压法，简称节点法。,若节点电位已知，则各支路电压即均可求得,.,22,3.3 节点法节点电位具有相对性选择电路中的某个节点作为参,对外网孔回路，可列出,KVL,方程,为一恒等式。指各独立节点电位之间不受约束，彼此独立，不能互求。,将支路电流用节点电位表示，有,.,23,对外网孔回路，可列出KVL方程为一恒等式。指各独立节点电位之,自电导,互电导,互电导,流入节点电流源电流代数和,节点方程,自电导为正值,互电导为负值,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。,.,24,自电导互电导互电导流入节点电流源电流代数和节点方程 自电导为,节点法的解题步骤,节点法的理论依据：,KCL,、,VAR,节点方程的个数：,n-1,节点法的一般步骤：,（,1,）画出电路图。,（,2,）选参考节点，并设定各独立节点电位的大小和正负极性。一般都是取各独立节点为,“,+,”,极端，参考节点为,“,”,极端。,（,3,）列写,n-1,个节点方程。,（,4,）求解，即可得各独立节点电位。,（,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。,.,25,节点法的解题步骤节点法的理论依据：KCL、VAR节点方程的个,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,KCL,及支路的伏安关系。,如果电路含有受控源，则与独立源同样处理，将控制变量用待求的节点电位表示，作为辅助方程。,.,26,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KCL,例,1,求支路电流 。,节点电位法,.,27,例1 求支路电流 。节点电位法.27,例,2.,求图示电路的各支路电流。,解：,该电路的特点是只有两个节点，用节点法求解最为方便，设独立节点的电位,（弥尔曼定理）,.,28,例2.求图示电路的各支路电流。解：该电路的特点是只有两个,例,3,图示电路，用节点法求各独立节点电位。,解法,1,：,选择理想电压源的一端为参考节点。,解法,2,：,设流过理想电压源的电流,.,29,例3 图示电路，用节点法求各独立节点电位。解法1：选择理想,节点法的应用,（含受控源）,.,30,节点法的应用（含受控源）.30,例,4,图示电路，用节点法求受控源发出的功率,。,解：,（辅助方程）,故受控源发出的功率：,.,31,例4 图示电路，用节点法求受控源发出的功率。解：（辅助方,例,5,求图示电路的节点电位。,解：,本题的特点：,含有理想电压源支路；含有受控的电流源支路。,.,32,例5 求图示电路的节点电位。解：本题的特点：.32,例,6,求图示电路中电流,i,，电压,u,及,ab,支路吸收的功率,P,。,解：,.,33,例6 求图示电路中电流i，电压u及ab支路吸收的功率P。解：,例,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。,.,34,例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。.,待求量：,网孔回路电流,依 据：,KVL,、,VAR,适 用：,线性平面电路,特 点：,方程数目较少,方程数,=,内网孔数,待求量：,节点电位,依 据：,KCL,、,VAR,方程数,=,独立节点数,特 点：,方程数目较少,适 用：,线性电路,依 据：,KCL,、,KVL,、,VAR,特 点：,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 用：,集中参数电路,（线性、非线性；时变、时不变；具有耦合元件电路等）。,待求量：,支路电流,方程数,=,支路数,网孔法,：,1,节点法：,2,支路电流法：,3,主要内容,.,35,待求量：网孔回路电流依 据：KVL、VAR适 用：,重点与难点,1.,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。,2.,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。,3.,运用基本分析方法解含受控源的电路。,.,36,重点与难点1.网孔法解题的理论依据、网孔方程的列写；某一支路,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！,感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，,37,