第3章电路电阻的一般分析 共60页
《电路》课件:第三章 电阻电路的一般分析方法

一、 KCL的独立方程数: (n-1)
对此电路的图,列KCL:
node1 : i3 i1 0 node 2 : i1 i2 0
i2 i3
0
node 3 : i3 i2 0
说明:方程组不独立。 0 0
因为每条支路都与两个结点相连,支路电流必然从某结点流出,
b-n+1=3
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① + uS1R1
i6 R6 i2 R2 ② i4 R4
i1
R3 iS5
i3
④
③
KCL:(独立方程数n-1=3)
i5
node 1: -i1+ i2 + i6 =0 node 2: -i2- i3 + i4 =0 n-1=3
R5 node 3: -i4- i6 + i5 =0 <1>
i3
2.VCR:(独立方程数b=6)
R5 u1= i1R1- us1 u2= i2R2
u3= i3R3
u4= i4R4 b=6
④
u5= (i5+is5)R5 u6= i6R6
3.KVL:(独立方程数 b-n+1=3) 选自然网孔
loop1: u1+ u2 - u3 =0 loop 2: u3 + u4 + u5 =0 loop 3: u6 - u4 - u2 =0
二、 KVL的独立方程数
如何确定独立回路 连通图G
此图共有13个回路,可列出13个 KVL方程,方程独立否?
共有8条支路,u、i共16个未知数,
需要16个独立方程
KCL:4个独立方程
VCR:8个独立方程
电阻电路的一般分析 PPT课件

i 1 – i 4 – i 6= 0 -i1 – i2 + i3= 0 i2 + i5 + i6= 0 i3 + i4 – i5= 0
以上4个KCL不是相互独立的, 但其中任意3个方程是独立的。
P51图3-2KCL独立方程
电路独立的KCL方程数: n个结点,有(n-1)个独立的KCL方程
3
二、独立的KVL 方程
i1 i2 i6 0
i1R1 i2 R2 i3 R3 uS1
i2 i3 i4 0 i4 i5 i6 0
i3 R3 i4 R4 i5 R5 uS 2 i2 R2 i4 R4 i6 R6 0
注意:写回路 KVL方程时, 与回路绕向相 同的电压取正, 否则电压取负
注意:uS11, uS22,… uSmm,为网孔总电压源的电压 各电压源方向与网孔电流相同时,取“-”, 各电压源方向与网孔电流不同时,取“+”,
14
例:3-1
电路如图所示,用网孔电流法求各支路电流
电路的图 电路 设网孔电流 im1(= i1)、 im2(= i3),由结点1:i2= i1- i3= im1- im2 网孔的KVL方程: i1 R1 i2 R2 uS1 uS 2
i2 R2 i3 R3 uS 2 uS 3
12
代入网孔电流 im1(= i1)、 im2(= i3),及 i2= i1- i3= im1- im2 得到: ( R R )i R i u u
图G
1、4、5组成树 2、3、6为连支
c,d,e 构成 基本回路组
电路独立的KVL方程数=等于独立的回路数=等于基本回路数 独立回路数 l=(b-n+1) b:支路数;n:结点数 独立回路数=网孔数 (对于平面图)
《电阻电路分析》课件

节点电压法
总结词
通过设定未知电压作为变量,建立并解决包含电压变量的线性方程组,从而求解出各节点电压的方法 。
详细描述
节点电压法以节点电压为未知量,根据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,求解出各节 点电压。该方法适用于具有多个节点的电路,尤其在分析具有较多数目的支路和节点时更为简便。
网孔电流法
电机控制电路的基本原理
电机控制电路是用于控制电机运行的电路,其基本原理是 通过控制器和驱动器等元件实现对电机的启动、停止、调 速和方向控制等功能。
电机控制电路的分析
电机控制电路的分析需要考虑电机的类型、规格和控制要 求等方面。
电机控制电路的设计
电机控制电路的设计需要考虑控制器的设计、驱动器的选 择、安全保护措施等方面,以及采用先进的控制算法和优 化技术手段。
要意义。
电阻电路分析是学习交流电 路、电机控制等后续课程的
基础。
通过电阻电路分析,可以深入 理解电路的基本原理和性能, 提高解决实际问题的能力。
电阻电路分析的基本方法
欧姆定律
描述了电压、电流和电阻之间的关系,即 U=IR。
叠加定理
描述了多个电源共同作用时,电路中各支路 电流或电压的线性关系。
基尔霍夫定律
直流电源的实现
直流电源是提供稳定直流电能的设备 ,其基本原理是将交流电转换为直流 电。
直流电源的实现需要使用整流器、滤 波器、稳压器等元件,以及合理的电 路设计。
直流电源的设计
直流电源的设计需要考虑输入电压范 围、输出电压和电流、效率、尺寸和 重量等方面。
照明电路的分析与优化
1 2
照明电路的基本原理
阻值随某些物理量变化而变化的电阻 器,如热敏电阻、光敏电阻等。
第三章电阻电路的一般分析-文档资料

1 43
3
6
5
3
i2 i5 i6 0
4
i3i4i5 0
4
1 + 2 + 3 + 4 =0
结论
n个结点的电路, 独立的KCL方程为n-1个。
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第三章 电 阻 电 路 的 一 般 分 析
2.KVL的独立方程数
2
1
2
1 43
6
5
4
对网孔列KVL方程:
1 u1u3u4 0
线性电路的一般分析方法 • 普遍性:对任何线性电路都适用。 • 系统性:计算方法有规律可循。
方法的基础
• 电路的连接关系—KCL,KVL定律。 • 元件的电压、电流关系特性。 复杂电路的一般分析法就是根据KCL、KVL及元 件电压和电流关系列方程、解方程。根据列方程时所 选变量的不同可分为支路电流法、回路电流法和结点 电压法。
u2 u3u1 0
u4u5u30
2
回路3
u1u5u6 0
R2 i2
i3
R4 应用欧姆定律消去支路电压得:
i4
R2i2R3i3R1i10
11 R1 i1
R3 2
3
R5 i5
R4i4R5i5R3i30 R 1i1R 5i5R 6i6uS
34
i6
R6 + uS –
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2. 独立方程的列写
①从电路的n个结点中任意选择n-1个结点列写
KCL方程。 ②选择基本回路列写b-(n-1)个KVL方程。
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第三章 电 阻 电 路 的 一 般 分 析
例
2
有6个支路电流,需列写6个方
R2 i2
i3
电路第03章-电阻电路的一般分析课件.ppt

G3
U
n2
0
G3 G4 G5 Un3 0
3.3 节点电压法
第3步:具有三个独立节点的电路的节点电压方程
的一般形式 :
G11 G12 G13 Un1 Is11
G21
G22
G23
U n 2
Is
22
G31 G32 G33 Un3 Is33
Gij(i=j)称为自电导,为连接到第i个节点各支路电导 之和,值恒正
G5Un1 I (G4 G5 )Un3 0
3.3 节点电压法
G5
. Un1 1
+ Us_
G1
.2Un2
G2
. I
+
_ 3 Un3
Us3
G4
4.
c: 添加约束方程 : Un2- Un3= Us3 d: 求解
3.3 节点电压法
含受控源时的节点法
.Un1 R3 +U _
. R4 Un2
R1
gU
3.3 节点电压法
含多条不具有公共端点的理想电压源支路 G5
. Un1 1
+ Us1_
G1
.2Un2
G2
. I
+
_ 3 Un3
Us3
G4
4.
a: 适当选取其中一个电压源的端点作参考点:令 Un4=0, 则Un1= Us1
b: 虚设电压源电流为I,利用直接观察法形成方程:
G1Un1 (G1 G2 )Un2 I 0
电路中含受控源的网孔法
. R1
R3
+
I
+
Us_
Im1
R2 Im2 _ rI
.
a: 选取网孔电流绕行方向
电路分析第03章-电阻电路的一般分析

R4 i4 ② R3 i3
R1
③ III
R
uS
+
_
24
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VCR 和 KCL、KVL列出以下方程组:
④ ig I i1 i R1 ③ III R + uS _
25
对于节点 ①: i1+i2-i=0
对于节点 ③: -i1+ig+i3=0 对于节点 ④: -i2-ig+i4=0 对于回路Ⅰ: -R1i1+R2i2-Rgig=0 对于回路Ⅱ: -R3i3+R4i4+Rgig=0 对于回路 Ⅲ : R1i1+R3i3+Ri=us
2 3 5 2 1 3 5 7 8 2 5 4
4
回路
不是 回路
网孔(Mesh):平面电路中,内部不包含支路的回路称为网孔。
1 2 7 5 7 4 6 3 1 2 5 7 4 6 5 4
7
3
网孔
1
3
不是 网孔
8
6
8
3.2 KCL和KVL的独立方程数
本章选择一组合适的电路变量 ② 1 ① 4 ④ 6 3 2 ③
(电流和/或电压),根据
KCL和KVL及元件的电压电流 关系(VCR)建立该组变量的 独立方程组,那么电路中多少 个方程才是独立方程呢?
5
8
1. 独立方程的概念
(1) 数学论证
各方程相互独立: 根据方程组的未知数的系数组成 的行列式不等于零
《电阻电路分析》课件
III. 电阻的串联和并联
讲解电阻的串联和并联规律,以及计算总电阻的方法和应用。
IV. 电路中的电压和电流
解析电路中的电压和电流分布,电路中的电压分压和电流分流现象。
V. 欧姆定律和功率定律
详细介绍欧姆定律和功率定律,解释电阻元件中的电压、电流和功率之间的关系。
VI. 电路中的电功率和能量
探究电路中的电功率和能量转换,以及电阻元件的能量损耗和效率。
《阻电路分析》PPT课 件
这个《电阻电路分析》PPT课件将带你深入了解电阻电路的基本概念、特性和 应用,通过丰富实例和案例分析,帮助你掌握电路分析的核心知识和技巧。
I. 电阻电路的基本概念和特性
介绍电阻的定义、单位和特性,以及电阻与电流、电压之间的关系。
II. 电路中的电阻
探讨电路中的电阻元件,如电阻器、电子元件和集成电路中的电阻。
VII. 非线性电阻元件
介绍非线性电阻元件,如二极管、晶体管和热敏电阻等,以及它们在电路中的应用。
第3章电阻电路的一般分析
第3章电阻电路的一般分析 重点熟练掌握电路方程的列写方法:支路电流法回路电流法节点电压法●线性电路的一般分析方法(1) 普遍性:对任何线性电路都适用。
(2) 系统性:计算方法有规律可循。
●方法的基础(1)电路的连接关系—KCL,KVL定律。
(2)元件的电压、电流约束特性。
复杂电路的一般分析法就是根据KCL、KVL及元件电压和电流关系列方程、解方程。
根据列方程时所选变量的不同可分为支路电流法、回路电流法和节点电压法。
网络图论BDACDCBA3.1 电路的图1. 电路的图R 4R 1R 3R 2R 5u S+_i抛开元件性质一个元件作为一条支路85==b n 元件的串联及并联组合作为一条支路64==b n 654 32 17854 3216(1) 图(Graph)G={支路,节点}① ②1 从图G 的一个节点出发沿着一些支路连续移动到达另一节点所经过的支路构成路经。
(2) 路径(3)连通图图G 的任意两节点间至少有一条路经时称为连通图,非连通图至少存在两个分离部分。
(3) 子图若图G1中所有支路和结点都是图G 中的支路和结点,则称G 1是G 的子图。
树 (Tree)T 是连通图的一个子图满足下列条件:(1)连通(2)包含所有节点 (3)不含闭合路径树支:构成树的支路 连支:属于G 而不属于T 的支路2)树支的数目是一定的:连支数:不是树1-=n b t )( 1--=-=n b b b b t l 树特点1)对应一个图有很多的树回路 (Loop)L 是连通图的一个子图,构成一条闭合路径,并满足:(1)连通(2)每个节点关联2条支路 1 2 3 45 67 8 2531 2 45 78 不是回路回路2)基本回路的数目是一定的,为连支数 )( 1--==n b b l l 特点1)对应一个图有很多的回路3)对于平面电路,网孔数为基本回路数基本回路(单连支回路)12 3456 51231236 支路数=树枝数+连支数 =结点数-1+基本回路数结论1-+=l n b 结点、支路和基本回路关系基本回路具有独占的一条连枝例8 7 6 5 4 321图示为电路的图,画出三种可能的树及其对应的基本回路。
电阻电路的一般分析法课件.ppt
1 R3
1 R4
)
un1
(
1 R3
1 R4
)un2
iS1
iS2
iS3
(
1 R3
1 R4
)un1
(
1 R3
1 R4
1 R5
)
un2
iS3
令 Gk=1/Rk,k=1, 2, 3, 4, 5 上式简记为
G11un1+G12un2 = isn1 G21un1+G22un2 = isn2
标准形式的节点电压方程
佛山科学第技三术学章院 电阻电路的一般分析法
现代制造装备工程技术开发中心
i1+i2+i3+i4=iS1-iS2+iS3 -i3-i4+i5=-iS3
(
1 R1
1 R2
1 R3
1 R4
)
un1
(
1 R3
1 R4
)un2
iS1
iS2
iS3
(
1 R3
1 R4
)un1
*举例
②
②
R1
Is
_us +
①
R3 R2
③
1
4
n=4
①
5
③ b=6
2
3
R5
R4 R6④
6④
P53图3-1(b)为(a)的图 图——说明电路的连接关系——拓扑结构 移去图的支路不一定要移去节点,但移去节点应移去与之联 接的支路
佛山科学§技3术-学1院 电路中的图
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习题: 3-1(b) 3-2(b) 3-3(b) 3-5(b) 3-7
答案:3-1(b) (1)n=7,b=12 (2)b=9,n=5
3-2 (b) (1) KCL独立方程数=6 (2) KCL=4
KVL独立方程数=6
KVL=5
3-3(b) 画树4种(略) 树枝数=5
3-5(b) 独立回路数和网孔数均=6
第三章 电阻电路的一般分析(50)
概述 电路的一般分析法是指方程分析法,
它是以电路元件的VCR和KCL,KVL 为依据,建立以支路电流、或回路电 流,或节点电压为变量的电路方程组, 从中求出所要求的电流、电压和功率
本章介绍各种电路方程分析方法
支路法、回路法、节点电压法
1
$3-1 电路的图(50)
电阻电压利用VCR ,用支路电流表示。
方程未知量为b个支路电流,求解即可得支路电流解.
二、支路电流法实例
例1:建立电路的支路电流方程: KCL:
R6
i1 i3 i6 0 i3 i4 i5 0 i2 i5 i6 0
1
+
uS1
i6 i3
i1
3
R3
1
KVL:
-
2 i5 R5
一、定义:
所谓电路图,把电路中每条支路画成抽象线
段后形成的节点和支路的集合 二、例(图c
R3 R5
R4
图a R6
图b
图d
2
二、分类: 有向图——赋予支路方向的图 无向图——
续上例:
图d
$3-2 KCL和KVL 的独立方程数(52)
4
一、KCL的独立方程数
若电路图中有n个节点,则在任意n-1个节点 上可列出(n-1) 个KCL独立方程
例:(见52图3-2 ) 列出所有节点的KCL:
2
2
1
1
43 5
4 6
i1-i4-i6=0 3 -i1-i2+i3=0
i2+i5 + i6=0 -i3 +i4 –i5 =0
1—4个方程中每个电流出 现两次(+/-)
相加后方程为0=0。即4个 方程不是互相独立。
2、任意去除一个节点, 其余三个方程相互独立, 对应三个节点为独立节点
由电路“图”——树——连支构成基本回路
连支电流=回路电流 26
二、回路电流分析法探讨(方程推导)
+ Us1
R1 R4
R5
R2 R6
+ Us2
-
-Us4 + R3 +Us3 - -
Il1
Il3
Il2
1、设置基本回路:电路—“图”—树—连支构成回路
2、设定回路变量及方向(一般为连支电流变量和方向) 3、列回路方程(同网孔方程)
回路1:R11Il1+R12Il2+R13Il3=Us11
回路2: R21Il1+R22Il2+R23Il3=Us22
回路3: R31Il1+R32Il2+R33Il3=Us22
其中R11= R1+R2+R6+R4
R22= R3+R4+R6
R33= R2+R5+R6 ——自阻
同理 R12= R21 = - (R4+R6) R13= R31 = -(R2+R6)
……………….. 网孔m: Rm1 Im1+Rm2 Im2+Rm3 Im3 +…+ Rmm Imm =Usmm
自阻:网孔内总电阻之和,恒为“+”
互阻:两网孔共有电阻,两网孔电流流过电 阻方向一致为“+”,否则,为“-”
19
例 3-4-1 已知 R求1=5IΩ1,,IR2,2=I130 Ω,R3=20 Ω,
16
二、网孔电流分析法探讨(58)(电路方程推导) 17
R1
R2
+
Us1 -
Im1 R4
R5 Im2
+ 1 、设网孔电流及方向 Us2
- 2、网孔电流为变量,列各
- Us4 + Im3 R6
网孔KVL电路方程
网孔内各电阻电压降总和=
R3
+ Us3 -
电源电压升总和
网孔1:R1Im1+R5(Im1+Im2)+R4(Im1-Im3)=Us1-Us4 网孔2: R2Im2+R5 (Im1+Im2)+R6( Im2+Im3)=Us2 网孔3: R3 Im3+R4( Im3-Im1)+R6( Im2+Im3)=Us3+Us4
例:电路“图”如下:
图
节点数n=4 支路数b=6 树支n-1=3 连支数b-3=3
选“树”如 图:
6
4、基本(独立)回路和KVL独立方程组
基本回路: 选定任意一个“树”,一条连支 和若干树支构成一个独立回路
独立回路组:由全部连支形成的基本回路 独立回路数=连支数=b-n+1
KVL独立方程组:根据基本回路列出的KVL 方程
①
②
③
⑥
④
⑤
(1) n=6 b=10
(2)独立回路数L=b-n+1=5
(3)独立网孔数=5
10
$3-3 支路电流法(56)
一、定义:以支路电流为未知量列出独立方程组 求解——支路电流法 , 支路电流法=2b法
具体解释:
(1)若电路节点为n,支路为b,求每条支路的u和I , 则有未知量2b个
(2)根据KCL可列出独立方程n-1
(1+2+2) I1+ (1+2+2+2) I2+(2+2) I3= 0
(2+2) I1 (2+2) I2 +(2+2) I3= 4
29
整理: 7I1+5 I2+4 I3=12 5 I1+ 7 I2+4 I3= 0 4 I1+4 I2 +4 I3= 4
3
R4
i4
2
i2
+
uS2
-
R3 i3 R4 i4 us1
R4 i4 R5i5 us2 R3 i3 R5i5 R6i6 0
例2:
R6
KCL:
i6 2
i1 i3 i6 0 1 i3
i3 i5 is4
+ i1
uS1
R3
1
2 i5 is4
i2 i5 i6 0 -
3-7 i5= -0.956a
15
$3-4 网孔电流法(58)
一、定义:
1、网孔电流:沿网孔边沿流动的假想电流。 任一支路电流等于流经该支路的网孔电流的
代数和。 2、网孔电流法:以网孔电流为变量,对每
个网孔写一个KVL方程,求 出网孔电流变量 (适用于 平面电路) 3、根据网孔电流变量求出其它未知量
Im1=1.14A
Im2=0.43A
20
特殊情况1 :某网孔边界含电流源 例3-4-2 求 I
*用电源变换法
+
20 I
50 2A
30
40V
Im1
Im2
或回路KVL方程 均可验证结果
-
解:设网孔电流如图:
网孔1:(20+30)Im1+30Im2=40
网孔2: Im2=2A
( 不用列方程)
Im1=(40-60)/50= - 0.4A
回路1:(R1+R2+R6+R4)Il1-(R4+R6)Il2-(R2+R6)Il3=Us1-Us2-Us4
回路2: -(R4+R6)Il1+(R3+R4+R6) Il2+R6 Il3=Us3+Us4
回路3: -(R2+R6)Il1 +R6 Il2+(R2+R5+R6) Il3= Us2
27
一般电路方程表达形式:
二、KVL的独立方程数
1、树——包含图中所有节点,并且无闭合回 路的连通图
连通图:任两节点间有道路相连通。 非连通图:至少有二节点之间无道路连通。
2、树支——构成树的支路
3、连支——树支以外的其它支路
2 1
3 54
2 1
3 54
结论:
6
6
若图中节点数为n,支路数为b,则树支 数(n-1),连 支数为b-(n-1)
根据KVL,可列出独立方程 b-n+1
根据VCR,可列出方程b个
总计可列方程2b个,理论上,2b 个方程求出2b个未知量
(3) 2b法又称支路电流法
11
支路电流法具体解题过程: 1. 设置支路电流参考方向, 2. 选择 (n-1) 个独立节点列KCL方程, 3. 选择 (b-n+1) 个独立回路列KVL方程,方程中
I= Im1
25
$3-5 回路电流法(61)
既适用于平面电路又适用非平面电路
一、定义: 1、回路电流——沿回路流动的假想的电流 2、回路电流法——以基本回路电流为独立变
量列KVL电路方程求解回路
电流
3、回路电流方程的一般形式(见63页 式3-10) (与网孔电流分析法的电路方程类似) 分析关键:确定一组基本回路
R12=R21,R23=R32,R13=R31——互电阻(与相邻网孔
共有的电阻,相邻网孔电流同向,取“+”,否则,取”-“)18
4、 网孔电流法一般方程组: