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电路分析网孔分析法和节点分析

等效单口网络:当两个单口网络的VCR关系完全 相同时,称这两个单口是互相等效的。
将电路中的某些单口用其等效电路代替,可以简化 电路的分析和计算。
一、线性电阻的串联和并联
1.线性电阻的串联(见第一章)
2.线性电阻的并联(见第一章)
3.线性电阻的串并联 由若干个线性电阻的串联和并联所形成的单口网
络,就端口特性而言,等效于一个线性二端电阻。
i5 R2 i+2 R5 ib uS-2
支路电流: i1,i2,i3,i4,i5,i6 网孔电流:
假想沿网孔边沿流动的电流,
i4
R4 ic R6 i6
如图中ia,ib,ic
R3 +uS3-i3 参考方向可以任意选取。
若以网孔电流为求解变量, 所需方程数将大大减少。(重点)
一、网孔电流
设想电流i1、i2和i3沿每个
图中 节点1与公共点O间电阻称为R1 节点2与公共点O间电阻称为R2 节点3与公共点O间电阻称为R3
二、Δ形联接
当三个电阻依次联成一个 闭合电路,且三个联接点再 分别与外电路相联,叫Δ形 联接。
图中:
节点1与2间电阻称为R12 节点2与3间电阻称为R23 节点3与1间电阻称为R31
方法: Y-变换
R2
R12
R23 R12 R 23 R31
特例:当三电阻相等时,则
R 3RY

RY
1 3
R
历年考题:
9、图示电路,求u 。(2V)
10、图示电路,求i 。(9/13A)


i
+ 18V
+u–
1A
3Ω 2A 2Ω 4Ω




第三章网孔分析法和结点分析法
3-1 网孔分析法(重点) 3-2 结点分析法 (重点) 3-3 含受控源的电路分析(重点) 3-4 回路分析法和割集分析法 3-5 计算机分析电路实例 3-6 树支电压与连支电流法
§3-1 网孔分析法(重点)
本章介绍利用独立电流或 独立电压作变量来建立电路方 程的分析方法,可以减少联立 求解方程的数目,适合于求解 稍微复杂一点的线性电阻电路, 是求解线性电阻电路最常用的 分析方法。
例1 电路如图,求i1,i2,i3 .
+ i1 1Ω 5V

i3 2Ω 1Ω
i2 + -10V
(这是方法之一,其它方法随着课程的深入将逐步介绍)
含源电 阻单口
i
外施电流 i,
+ 由 KVL 写出
u u=Ri+Uoc
R

Uoc

i+
u

- 外施电压 u, 由 KCL 写出
u
i= R -Isc
i


R
Isc u


历年考题:
9、图示电路,求u 。(2V)
10、图示电路,求i 。(9/13A)

当仅需求解电路某一部分的电压和电流时,常用这种 方法来简化电路分析。现举例加以说明。
§2-3 Y形和Δ形电阻网络的等效互换
元件间连接的方式除了串联,并联还有Y形和Δ形。
一、 Y形连接
当三个电阻的一端公共联接(如 图中O点),且与外电路不联,另一端 互不相联(如图中1点,2点,3点), 且分别与外电路相联的联接方式称为Y 形连接。
1
1
2 C
3
2
A
D
Rd
C
B
3 A
D
Rd
B
记忆如下公式:
三、Y形和Δ形电阻网络的等效互换关系
1、已知Y形电阻转换成Δ形各电阻。
Rmn
Y形电阻两两乘积之和 与Rmn相对端子所接的电阻
如:
R23
R1R2
R2 R3 R1
R3R1
2、已知Δ形电阻转换成Y形各电阻
Rk
K端所接两电阻的乘积 形三个电阻之和
如:
网孔边界闭合流动而形成, 如图中箭头所示。这种在网 孔内闭合流动的电流,称为 网孔电流。
一般来说,由一些独立电源和一些线性电阻元件组成
的线性电阻单口网络,就端口特性而言,可以等效为一个 线性电阻和电压源的串联, 或者等效为一个线性电阻 和电流源的并联。可以通
过计算端口VCR方程,得 到相应的等效电路。
含独立电源的电阻单口的化简方法:
写出端口的VCR, 画出与之对应的电压源串联 模型或电流源并联模型。
§2-2 电阻单口网络
VCR相同
N1
等效
N2
单口网络:只有两个端钮与其它电路相连接的网 络,称为二端网络。当强调二端网络的端口特性,而 不关心网络内部的情况时,称二端网络为单口网络, 简称为单口(One-port)。
§2-2 电阻单口网络
VCR相同
N1
等效
N2
电阻单口网络的特性由端口电压电流关系(简称为 VCR)来表征(它是u-i平面上的一条曲线)。
第三章 网孔分析法和节点分析
科学家研究世界 工程师创造崭新世界
第二章 用网络等效简化电路分析
2b法的缺点是需要联立求解的方程数目 太多,给求解带来困难。
本章通过两个途径来解决这个问题:
1. 利用单口网络的等效电路来减小电路规模, 从而减少方程数目。
2. 减少方程变量的数目,用独立电流或独立电 压源作变量来建立电路方程。
n
iS iSk k 1
与iS参考方向相同的电流源iSk取正号,相反则取负号。

电压源、电流源、电阻网络混联
当电压源与电流源或电阻并联时,可等效为一个电压源.
a IS
b
+ R US

a

US -
b
电流源与电压源或电阻串联时,可等效为一个电流源.
a IS
b

US R


a IS
b
三、含独立电源的电阻单口网络
二、独立电源的串联和并联
根据独立电源的VCR,KCL、KVL方程可得到以下公式:
1.n个独立电压源的串联单口网络,如图所示,就端
口特性而言,等效于一个独立电压源,其电压等于各电压
源电压的代数和
n
uS uSk k 1
图 其中与uS参考方向相同的电压源uSk取正号,相反则取
负号。
2. n个独立电流源的并联单口网络,如图所示,就端 口特性而言,等效于一独立电流源,其电流等于各电流源 电流的代数和

i
+ 18V
+u–
1A
3Ω 2A 2Ω 4Ω




四、含源线性电阻单口两种等效电路的等效变换
含源线性电阻单口可能存在两种形式的VCR方程,即
u Roi uoc i Gou isc
相应的两种等效电路,如图(a)和(c)所示。
五、用单口等效电路简化电路分析
(用途:用于计算复杂支路中某一支路的VCR参数)
解 由KVL及KCL: i1 + i3 -5= 0

i 3
+2i2
+10
=0
i
3

i1+i2
=0
得 i1=1A, i2 = -3A, i3 = i1-i2 =4A
例2 求图电路各支路电流。
解:由KVL及KCL列方程;(相当复杂,如何简化?)
思路,采用网孔分析法! 何谓网孔分析法?
i1 R1 +
-uS1 ia -uS+4
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