电路分析基础--回路法
电路分析基础第四版

Rjk:互电阻
+ : 流过互阻两个网孔电流方向相同 - : 流过互阻两个网孔电流方向相反
特例:不含受控源的线性网络 Rjk=Rkj , 系数矩阵为对称阵。 (平面电路, Rjk均为负(当网孔电流均取顺(或逆)时针方向))
网孔分析法
网孔电流法的一般步骤:
(1) 选定m=b-(n-1)个网孔,确定其绕行方向; (2) 对m个网孔,以网孔电流为变量,列写
i2 i3
G2uN 2 G3 (u N 2
u N 3 )
i4 G4uN3
i5 G5 (u N1 u N 3 )
(G1 G5 )uN1 G1uN 2 G5uN3 iS
G1uN1
(G1
G2
G3 )uN 2
G3uN3
0
量,列写其KCL方程; (3) 求解上述方程,得到n-1个节点电压; (4) 求各支路电流(用节点电压表示); (5) 其它分析。
节点分析法
仅含有电流源、电阻的电路
节点分析法
节点分析法
含有电压源、电阻的电路
节点分析法
例 试列写下图含理想电压源电路的节点电压方程。
选择合适的参考点(方程简洁)
+ Us
网孔电压升的代数和
网孔分析法
一般情况,对于具有 m=b-(n-1) 个网孔的电路,有
R11iM1+R12iM2+ …+R1m iMm=uS11
R21iM1+R22iM2+ …+R2m iMm=uS22 …
其中
Rm1iM1+Rm2iM2+ …+Rmm iMm=uSmm
电路分析基础(张永瑞)

(2.1-7)
(2.1-7)式即是图2.1-2 所示电路以支路电流为未知量的足够的
相互独立的方程组之一,它完整地描述了该电路中各支路电
流和支路电压之间的相互约束关系。应用克莱姆法则求解
(2.1-7)式。系数行列式Δ和各未知量所对应的行列式Δj(j=1, 2, 3)分别为
例 2.1-2 图 2.1-4 所示电路为电桥电路,AB支路为电 源支路,CD支路为桥路,试用支路电流法求电流ig, 并讨 论电桥平衡条件。
图 2.1-4 例 2.1-2 用图
解 设各支路电流参考方向和回路的巡行方向如图中 所标。该电路有 6 条支路、4 个节点,以支路电流为未知 量,应建立 3 个独立节点的KCL方程,3个独立回路的 KVL方程。根据元件VAR 和 KCL、KVL列出以下方程组:
图 2.1-2 支路电流法分析用图
根据KCL,对节点 a 和 b 分别建立电流方程。设流出 节点的电流取正号,则有
节点 a
i1 i2 i3 0
(2.1-2)
节点 b
i1 i2 i3 0
根据KVL,按图中所标巡行方向(或称绕行方向)对回路Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ 分别列写KVL方程(注意:在列写方程中,若遇到电阻, 两端电压就应用欧姆定律表示为电阻与电流乘积),得
u1 = R1i1
如果电路中的受控源的控制量就是某一支路电流, 那么方程组中方程个数可以不增加, 由列写出的前 3 个 基本方程稍加整理即可求解。如果受控源的控制量是另 外的变量, 那么需对含受控源电路先按前面讲述的步骤 一、 二去列写基本方程(列写的过程中把受控源先作为独 立源一样看待),然后再加一个控制量用未知电流表示的 辅助方程,这一点应特别注意。
归纳、明确支路电流法分析电路的步骤。
电路分析基础-线性网络的一般分析方法

支路VAR代入三个KVL方程,消去6个
支路电压,保留支路电流,便得到关于
支路电流的方程如下:
i1 + i2 – i6 =0 – i2 + i3 + i4 =0 – i4 – i5 + i6 =0
KCL
–R1 i1 + R2 i2 + R3 i3 = 0
–R3 i3 + R4 i4 – R5 i5 = 0
注:可去掉方程(6)。
支路法的特点及不足:
优点:直接。直接针对各支路电压或电流列写方程 缺点:需要同时列写 KCL和KVL方程, 方程数较多 (等于支路数b),且规律性不强(相对于后面的方法)。 各支路电流(或电压)并不独立,彼此线性相关。
能否找到一种方法,使方程数最少,且规律性较强?
答案是肯定的。回路(网孔)电流分析法、节点电位 分析法以及割集分析法就具有这样的特点。它们选择一 组最少的独立完备的基本变量作为待求变量,使得方程 数目最少。
a
R3 i3 b i6
(1) 先将受控源看作独立源
i1 R1
i2 +
+ 1R2 u2 2
uS
–
R5
i5 4
列方程;
i1 (2) 将控制量用支路电流表
示,消去控制量。
–
c
解 KCL方程:
-i1- i2+ i3 + i4=0 (1) -i3- i4+ i5 – i6=0 (2)
R4 + u2 –
i4
对平面电路,b–(n–1)个网孔即是一组独立回路。
平面电路。
1 542
3
支路数b=12 节点数n=8 独立KCL数:n-1=7 独立KVL数:b-(n-1)=5
电路分析基础(很好用)

电路分析的重要性
电路分析是电子 工程和电气工程 领域的基础
电路分析有助于 理解电路的工作 原理和性能
电路分析是设计、 分析和优化电路 的关键工具
电路分析有助于 预测电路的行为 和解决实际问题
应用场景:最大功率 传输定理在电路设计 中非常重要,特别是 在电源管理、音频系 统和电机控制等领域。
定理证明:最大功率传 输定理可以通过分析电 路的功率传输和阻抗匹 配来证明。
互易定理
定义:当两个电路中的电压和电流互换参考方向时,其元件的性质 不会改变。
应用场景:在电路分析中,当需要确定电路元件的性质时,可以利 用互易定理来简化计算。
诺顿定理:任何有源线性二端网络,都可以等效为一个电流源和电阻并联的形式。 戴维南定理的应用场景:求解二端网络开路电压、计算等效电阻等。 诺顿定理的应用场景:求解二端网络短路电流、计算等效电阻等。
最大功率传输定理
定义:最大功率传输定 理是指在给定电源和负 载的情况下,电路中的 最大功率传输条件。
定理内容:最大功率传 输定理指出,当电源内 阻等于负载电阻时,电 路能够传输最大的功率。
叠加定理的注意事项:在计算过程中,需要注意电流和电压的方向,以及各个独立电源的作用 范围。
替代定理
添加标题
定义:替代定理是指在电路分析中,如果一个元件 或电路在某处的一个端口上的电压和电流已知,那 么这个元件或电路就可以被一个电压源或电流源所 替代,而不会改变该端口的电压和电流。
添加标题
注意事项:在使用替代定理时,需要注意替代的电 压源或电流源的参数必须与被替代的元件或电路在 该端口的电压和电流相匹配。
电路分析基础第3章

R11im1+ R12 im2 = us11
R21im1 + R22im2 = uS22
R11=R1+R2 R22=R2+R3 R12=R21=R2 自阻
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 自阻总是正
R1 i1
a
R3
网孔1所有电阻之和
网孔2所有电阻之和
互阻 网孔1、2的公共电阻
i2 R2 + im1 + uS 1 uS2 – – b
us + 2
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R1
L1
L2
R2
us -
+
L
1
i2
4 3
i4
R2
5
2
i5
C
1 3
4
5
R1
i2 i4 i5
有向图
返回
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§3-2 KCL和KVL的独立方程数
1、KCL的独立方程数
2
1 1 4 3 5 2 3
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电路分析基础
1
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第三章 电阻电路的一般分析
重点:
支路电流法
网孔电流法 回路电流法 节点电压法
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目的:找出求解线性电路的一般分析方法 。 对象:含独立源、受控源的电阻网络的直流稳态解。 (可推广应用于其他类型电路的稳态分析中) 应用:主要用于复杂的线性电路的求解。 基础: 电路的连接关系—KCL,KVL定律 元件特性(约束)(对电阻电路,即欧姆定律) 相互独 立
电路分析基础学习指导

v(t)=V0+V1mcos(ωt+ψv1)+V2mcos(ω2t+ψv2)+…
电流有效值 ;电压有效值
平均功率:P=I0V0+I1V1cos(ψv1–ψi1)+I2V2cos(ψv2–ψi2)+…
二、电路方法概述:
1.对于简单电路可直接利用元件VCR、及KCL、KVL定律求解,一般单电源电路往往属于简单电路。
电路分析根底学习指导
一、主要容提要
1.
元件符号
VCR表达式
阻抗
导纳
瞬时
直流
正弦稳态
v=iR
V=IR
R
短路
jωL
开路
jωC
注:⑴VCR采用非关联方向时,表达式要加"–〞。
⑵三种元件电流与电压相位关系—电阻:vi同向;电感:i滞后v90°;电容:i超前v90°。
2.电源与受控电源
⑴电压源与受控电压源
说明:理想电压源的电流由外电路确定。而实际电源的模型中R0为阻,表示耗能,越小效果越好。
3.Vab=?
解 可用两种方法解。
⑴2个电流源并联电阻模型等效为电压源模型,如图题3〔b〕
则有
43;R2+R3〕I3–IS1R1–IS2R2=0
4.计算各元件功率。
解 注意以下两点
⑴功率平衡;
⑵流过理想电压源的电流如何求。
5.计算单口N的VCR,当端口电压v=10V时,计算其功率,说明是吸收还是产生?
解 该类问题的求解最正确方法是利用戴维南等效电路。
⑴计算端口开路电压求vOC:因为端口开路,I=0,故受控电流源开路,所以 。
电路分析基础(第四版)课后答案第1章

目录 Contents
• 电路分析的基本概念 • 电路分析的基本定律 • 电路分析的基本方法 • 电路分析的应用
01
电路分析的基本概念
电路的定义和组成
总结词
电路是由若干个元件按照一定的方式连接起来,用于实现电能或信号传输的闭 合部分组成。电源是提供电能的设备,负载是消 耗电能的设备,中间环节则包括导线和开关等用于连接电源和负载的元件。
详细描述
电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量,电压是指电场力将单位正电荷从一点移动到另一点所做的功,功 率是指单位时间内完成的电功或电能消耗,能量则是指电荷在电场中由于电场力作用而具有的势能。这些物理量 在电路分析中具有重要的作用。
02
电路分析的基本定律
欧姆定律
总结词
欧姆定律是电路分析中最基本的定律之一,它描述了电路中 电压、电流和电阻之间的关系。
电路元件的分类
总结词
电路元件可以分为线性元件和非线性元件两大类。
详细描述
线性元件的电压和电流关系可以用线性方程表示,而非线性元件的电压和电流关 系则不能用线性方程表示。常见的线性元件包括电阻、电容和电感,而非线性元 件有二极管、晶体管等。
电路的基本物理量
总结词
电路的基本物理量包括电流、电压、功率和能量等。
详细描述
网孔电流法是以网孔电流为未知量,根据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,求解各网 孔电流的方法。该方法适用于具有多个网孔的电路,特别是网孔较多的复杂电路。
04
电路分析的应用
电阻电路的分析
总结词
电阻电路是最基本的电路类型,其分析方法 主要包括欧姆定律、基尔霍夫定律等。
详细描述
(完整版)电路分析基础知识归纳

《电路分析基础》知识归纳一、基本概念1.电路:若干电气设备或器件按照一定方式组合起来,构成电流的通路。
2.电路功能:一是实现电能的传输、分配和转换;二是实现信号的传递与处理。
3.集总参数电路近似实际电路需满足的条件:实际电路的几何尺寸l(长度)远小于电路正常工作频率所对应的电磁波的波长λ,即l 。
4.电流的方向:正电荷运动的方向。
5.关联参考方向:电流的参考方向与电压降的参考方向一致。
6.支路:由一个电路元件或多个电路元件串联构成电路的一个分支。
7.节点:电路中三条或三条以上支路连接点。
8.回路:电路中由若干支路构成的任一闭合路径。
9.网孔:对于平面电路而言,其内部不包含支路的回路。
10.拓扑约束:电路中所有连接在同一节点的各支路电流之间要受到基尔霍夫电流定律的约束,任一回路的各支路(元件)电压之间要受到基尔霍夫电压定律约束,这种约束关系与电路元件的特性无关,只取决于元件的互联方式。
U(直流电压源)或是一定的时间11.理想电压源:是一个二端元件,其端电压为一恒定值Su t,与流过它的电流(端电流)无关。
函数()S12.理想电流源是一个二端元件,其输出电流为一恒定值I(直流电流源)或是一定的时间Si t,与端电压无关。
函数()S13.激励:以电压或电流形式向电路输入的能量或信号称为激励信号,简称为激励。
14.响应:经过电路传输处理后的输出信号叫做响应信号,简称响应。
15.受控源:在电子电路中,电源的电压或电流不由其自身决定,而是受到同一电路中其它支路的电压或电流的控制。
16.受控源的四种类型:电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源。
17.电位:单位正电荷处在一定位置上所具有的电场能量之值。
在电力工程中,通常选大地为参考点,认为大地的电位为零。
电路中某点的电位就是该点对参考点的电压。
18.单口电路:对外只有两个端钮的电路,进出这两个端钮的电流为同一电流。
19.单口电路等效:如果一个单口电路N1和另一个单口电路N2端口的伏安关系完全相同,则这两个单口电路对端口以外的电路而言是等效的,可进行互换。
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a i1 R1 uS1 + – il1 i2 R2 + –
uS2
推导回路电流方程: 推导回路电流方程: a i1 R1 uS1 + – il1 i2 R2 + – b i3 il2 R3 + uS3 – 支路电流 与回路电 流关系 i1 = il 1 i2 = il 1 − il 2 i3 = il 3 R1 i1 + R2 i2 = uS 1 − uS 2
对称阵, 对称阵,且 互电阻为负
用回路法求含有受控电压源电路的各支路电流。 受控电压源电路的各支路电流 例2. 用回路法求含有受控电压源电路的各支路电流。 1Ω 2Ω Ω Ω VCVS看作独立源建立方程 看作独立源建立方程; ① 将VCVS看作独立源建立方程; I1 2V + _ − I3 3Ω U2 Ω Ia Ib + I2 I4 1Ω Ω + Ic 3U2 –
Ia=1.19A Ib=0.92A Ic=-0.51A -
I1= Ia=1.19A, I2= Ia- Ib=0.27A, I3= Ib=0.92A, I4= Ib- Ic=1.43A, I5= Ic=–0.52A. * 由于含受控源,方程的系数矩阵一般不对称。 由于含受控源,方程的系数矩阵一般不对称。
方法2:选取独立回路时, 理想电流源支路仅 方法 :选取独立回路时,使理想电流源支路仅仅 属于一个回路, 属于一个回路 该回路电流即 IS 。 R3 _ Ui + US1_ R1 I1=IS -R2I1+(R2+R4+R5)I2+R5I3=-US2 R1I1+R5I2+(R1+R3+R5)I3=US1 + I3 R4 I2 R5
找出控制量和回路电流关系。 I5 ② 找出控制量和回路电流关系。 4Ia-3Ib=2 2Ω 解: Ω ① -3Ia+6Ib-Ic=-3U2 -Ib+3Ic=3U2 ② U2=3(Ib-+15Ib-Ic=0 9Ia-10Ib+3Ic=0 各支路电流为: 各支路电流为:
IS R2 _ I1 US2 +
用回路法求各支路电流。 例1. 用回路法求各支路电流。 I1 I2 I3 R2 R1 Ib Ia + + US2 US1 _ _
R3 Ic
I4 R4 + US4 _
解: (1) 设独立回路电流 顺时针 设独立回路电流(顺时针 顺时针)
(2) 列 KVL 方程 (R1+R2)Ia -R2Ib = US1- US2 -R2Ia + (R2+R3)Ib - R3Ic = US2 -R3Ib + (R3+R4)Ic = -US4 (3) 求解回路电流方程,得 Ia , Ib , Ic 求解回路电流方程, (4) 求各支路电流: I1=Ia , I2=Ib-Ia , I3=Ic-Ib , I4=-Ic 求各支路电流: -
2. 1 回路电流法 (loop current method)
基本思想:以假想的回路电流为未知量,对独立回路列KVL 基本思想:以假想的回路电流为未知量 对独立回路列 回路电流为未知量 方程,进行分析电路的方法。 方程,进行分析电路的方法。 1,选取两个独立回路, ,选取两个独立回路, i3 il2 b R3 设回路电流分别为i 设回路电流分别为 l 1、 il2。 2,支路电流可由回路电流求出 , i1= il 1、i3= il2 i2= i3 - i1= il2- il 1
回路电 ( R1 + R2 )il 1 − R2 il 2 = uS 1 − uS 2 流方程 − Ri + ( R + R )i = u − u l1 2 3 l2 S2 S3 usl1= uS1-uS2 — 回路 中所有电压源电压的代数和。 回路1中所有电压源电压的代数和 中所有电压源电压的代数和。 usl2= uS2 —uS3 回路 中所有电压源电压的代数和。 回路2中所有电压源电压的代数和 中所有电压源电压的代数和。 R11=R1+R2 — 回路 的自电阻。等于回路 中所有电阻之和。 回路1的自电阻 等于回路1中所有电阻之和 的自电阻。 中所有电阻之和。 R22=R2+R3 — 回路 的自电阻。等于回路 中所有电阻之和。 回路2的自电阻 等于回路2中所有电阻之和 的自电阻。 中所有电阻之和。 R12= R21= –R2 — 回路 、回路 之间的互电阻(不含受控源)。 回路1、回路2之间的互电阻 不含受控源)。 之间的互电阻( 方程标准形式 R11il 1+R12il2=uSl1 R21il 1+R22il2=uSl2
uS2
KVL: − R i + R i = u − u : 2 2 3 3 S2 S3
R1 il 1 + R2 ( il 1 − il 2 ) = uS 1 − uS 2 − R2 ( il 1 − il 2 ) + R3 il 2 = uS 2 − uS 3 回路电 ( R1 + R2 )il 1 − R2 il 2 = uS 1 − uS 2 流方程 − Ri + ( R + R )i = u − u l1 2 3 l2 S2 S3
列写含有理想电流源支路的电路的回路电流方程。 理想电流源支路的电路的回路电流方程 例3. 列写含有理想电流源支路的电路的回路电流方程。 R3 _ Ui + US1_ R1 + I3 R4 R5
IS R2 _ I1 U S2 +
I2
方法1: 引入电流源电压为变量, 方法 : 引入电流源电压为变量,增加回路电流和 电流源电流的关系方程。 电流源电流的关系方程。 (R1+R2)I1-R2I2=US1+US2+Ui -R2I1+(R2+R4+R5)I2-R4I3=-US2 -R4I2+(R3+R4)I3=-Ui IS=I1-I3
a i1 R1 uS1 + – il1 i2 R2 + – b 回路电 ( R1 + R2 )il 1 − R2 il 2 = uS 1 − uS 2 R3 流方程 − R2il1 + ( R2 + R3 )il 2 = u S 2 − u S 3 + uS3 R11il 1+R12il2=uSl1 – 方程标准形式 R12il 1+R22il2=uSl2 i3 当两个回路电流流过相关支路方向相同时, 当两个回路电流流过相关支路方向相同时, 相同时 互阻取正号;否则为负号。 互阻取正号;否则为负号。
il2
uS2
自阻总为正 自阻总为正 总为
当电压源写在等式右边时 电压源参考方向与该回路方向( 当电压源写在等式右边时,电压源参考方向与该回路方向(回 等式右边 路电流方向)一致时, 负号,反之取正号。 路电流方向)一致时,取负号,反之取正号。即:电压升取正
回路法的一般步骤: 回路法的一般步骤: (1) 选定 -(n-1)个独立回路,标明回路电流及方向; 选定l=b- - 个独立回路 标明回路电流及方向 个独立回路, 回路电流及方向; (2) 对l个独立回路,以回路电流为变量,列写其 个独立回路, 回路电流为变量, 个独立回路 KVL方程; 方程; 方程 (3) 求解上述方程,得到 个回路电流; 求解上述方程,得到l个回路电流 个回路电流; (4) 求各支路电流 用回路电流表示 ; 求各支路电流(用回路电流表示 用回路电流表示); (5) 其它分析。 其它分析。 网孔电流法:(仅适用于平面电路) :(仅适用于平面电路 网孔电流法:(仅适用于平面电路) 对平面电路,若以网孔为独立回路, 对平面电路,若以网孔为独立回路,此时回路电流也 称为网孔电流,对应的分析方法称为网孔电流法。 称为网孔电流,对应的分析方法称为网孔电流法。 网孔电流同为顺时针或同为逆时针时,互阻为负。 网孔电流同为顺时针或同为逆时针时,互阻为负。