清华考研-电路原理课件-第3章--线性电阻电路的一般分析方法

清华大学电路原理电子课件江辑光版参考教材：《电路原理》（第2版）清华大学出版社，2007年3月江辑光刘秀成《电路原理》清华大学出版社，2007年3月于歆杰朱桂萍陆文娟《电路》（第5版）高等教育出版社，2006年5月邱关源罗先觉3.13.13.13.1支路电流法3.13.13.13.1支路电流法3.23.23.23.2回路电流法3.23.23.23.2回路电流法3.33.33.33.3节点电压法3.33.33.33.3节点电压法第第第第3333章章章章线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法第第第第第第第第33333333章章章章章章章章线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法线性电阻电路的一般分析方法本章重点本章重点����本章本章本章本章重点重点重点重点••••熟练掌握电路方程的列写方法����支路电流法����回路电流法����节点电压法返回目录返回目录返回目录返回目录3.1支路电流法（BranchCurrentMethod）举例说明支路数bbbb=6=6=6=6节点数nnnn=4=4=4=4以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。RRRR1111RRRR2222RRRR3333RRRR4444RRRR5555RRRR6666++++––––iiii2222iiii3333iiii4444iiii1111iiii5555iiii6666uuuuSSSS1111222233334444（1111）取支路电流iiii1111～iiii6666为独立变量，并在图中标定各支路电流参考方向；支路电压uuuu1111～uuuu6666取与支路电流关联的参考方向（图中未标出）。支路电流法：（2222）根据KCLKCLKCLKCL列各节点电流方程节点1111iiii1111++++iiii2222––––iiii6666=0=0=0=0(1)(1)(1)(1)出为正进为负节点2222––––iiii2222++++iiii3333++++iiii4444=0=0=0=0节点3333––––iiii4444––––iiii5555++++iiii6666=0=0=0=0节点4444––––iiii1111––––iiii3333++++iiii5555=0=0=0=0节点1111iiii1111++++iiii2222––––iiii6666=0=0=0=0节点2222––––iiii2222++++iiii3333++++iiii4444=0=0=0=0节点3333––––iiii4444––––iiii5555++++iiii6666=0=0=0=0可以证明：对有nnnn个节点的电路，独立的KCLKCLKCLKCL方程只有nnnn-1-1-1-1个。RRRR1111RRRR2222RRRR3333RRRR4444RRRR5555RRRR6666++++––––iiii2222iiii3333iiii4444iiii1111iiii5555iiii6666uuuuSSSS11112222333344443333（3333）选定bbbb----nnnn+1+1+1+1个独立回路，根据KVLKVLKVLKVL列写回路电压方程。回路1111––––uuuu1111++++uuuu2222++++uuuu3333=0=0=0=0（2222）11112222回路3333uuuu1111++++uuuu5555++++uuuu6666=0=0=0=0回路2222––––uuuu3333++++uuuu4444––––uuuu5555=0=0=0=0将各支路电压、电流关系代入方程（2222），得––––RRRR1111iiii1111++++RRRR2222iiii2222++++RRRR3333iiii3333=0=0=0=0––––RRRR3333iiii3333++++RRRR4444iiii4444––––RRRR5555iiii5555=0=0=0=0RRRR1111iiii1111++++RRRR5555iiii5555++++RRRR6666iiii6666––––uuuuSSSS=0=0=0=0（3333）RRRR1111RRRR2222RRRR3333RRRR4444RRRR5555RRRR6666++++––––iiii2222iiii3333iiii4444iiii1111iiii5555iiii6666uuuuSSSS1111222233334444uuuu1111====RRRR1111iiii1111，uuuu4444====RRRR4444iiii4444，uuuu2222====RRRR2222iiii2222，uuuu5555====RRRR5555iiii5555，uuuu3333====RRRR3333iiii3333，uuuu6666====––––uuuuSSSS++++RRRR6666iiii6666各支路电压、电流关系uuuu6666iiii1111++++iiii2222––––iiii6666=0=0=0=0––––iiii2222++++iiii3333++++iiii4444=0=0=0=0––––iiii4444––––iiii5555++++iiii6666=0=0=0=0––––RRRR1111iiii1111++++RRRR2222iiii2222++++RRRR3333iiii3333=0=0=0=0––––RRRR3333iiii3333++++RRRR4444iiii4444––––RRRR5555iiii5555=0=0=0=0RRRR1111iiii1111++++RRRR5555iiii5555++++RRRR6666iiii6666––––uuuuSSSS=0=0=0=0KCLKCLKCLKCLKVLKVLKVLKVL联立求解，求出各支路电流，进一步求出各支路电压。RRRR1111RRRR2222RRRR3333RRRR4444RRRR5555RRRR6666++++––––iiii2222iiii3333iiii4444iiii1111iiii5555iiii6666uuuuSSSS1111222233334444支路法的一般步骤::::（1111）标定各支路电流（电压）的参考方向；（2222）选定((((nnnn––––1)1)1)1)个独立节点，列写KCLKCLKCLKCL方程；（3333）选定bbbb––––((((nnnn––––1)1)1)1)个独立回路，列写KVLKVLKVLKVL方程；（4444）求解上述方程，得到bbbb个支路电流。节点aaaa––––IIII1111––––IIII2222+I+I+I+I3333=0=0=0=0IIII1111IIII3333UUUUS1S1S1S1UUUUS2S2S2S2RRRR1111RRRR2222RRRR3333bbbbaaaa++++––––++++––––IIII2222例已知图中，UUUUS1S1S1S1=130V=130V=130V=130V，UUUUS2S2S2S2=117V=117V=117V=117V，RRRR1111=1=1=1=1ΩΩΩΩ，RRRR2222=0.6=0.6=0.6=0.6ΩΩΩΩ，RRRR3333=24=24=24=24ΩΩΩΩ。求各支路电流及电压源各自发出的功率。解RRRR2222IIII2222+R+R+R+R3333IIII3333====UUUUS2S2S2S2（2222）KVLKVLKVLKVL方程独立回路数bbbb––––nnnn+1=2+1=2+1=2+1=2∑∑∑∑UUUURRRR====∑∑∑∑UUUUSSSSRRRR1111IIII1111––––RRRR2222IIII2222====UUUUS1S1S1S1––––UUUUS2S2S2S20.60.60.60.6IIII2222++++24242424IIII3333====117117117117IIII1111––––0.60.60.60.6IIII2222=13=13=13=1311112222（1111）KCLKCLKCLKCL方程独立节点数nnnn=2=2=2=2-1=11=11=11=1∑∑∑∑IIII=0=0=0=0（3333）联立求解––––IIII1111––––IIII2222+I+I+I+I3333=0=0=0=00.60.60.60.6IIII2222++++24242424IIII3333====117117117117IIII1111––––0.60.60.60.6IIII2222=130=130=130=130––––117=13117=13117=13117=13解之得IIII1111=10A=10A=10A=10AIIII3333====5A5A5A5AIIII2222====––––5A5A5A5A（4444）功率分析PPPPUUUUS1S1S1S1发====UUUUS1S1S1S1IIII1111=130=130=130=130××××10=1300W10=1300W10=1300W10=1300WPPPPUUUUS2S2S2S2发====UUUUS2S2S2S2IIII2222=117=117=117=117××××((((––––5)=5)=5)=5)=––––585W585W585W585W验证功率守恒：PPPPRRRR1111吸====RRRR1111IIII11112222====100W100W100W100WPPPPRRRR2222吸====RRRR2222IIII22222222====15W15W15W15WPPPPRRRR3333吸====RRRR3333IIII33332222=60=60=60=600W0W0W0WPPPP发=715W=715W=715W=715WPPPP吸=715W=715W=715W=715WPPPP发====PPPP吸IIII1111IIII3333UUUUS1S1S1S1UUUUS2S2S2S2RRRR1111RRRR2222RRRR3333bbbbaaaa++++––––++++––––IIII2222返回目录返回目录返回目录返回目录3.2回路电流法（LoopCurrentMethod）基本思想以假想的回路电流为未知量列写回路的KVLKVLKVLKVL方程。若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表示。回路电流是在独立回路中闭合的，对每个相关节点均流进一次，流出一次，所以KCLKCLKCLKCL自动满足。若以回路电流为未知量列方程来求解电路，只需对独立回路列写KVLKVLKVLKVL方程。iiiillll1111iiiillll2222选图示的两个独立回路，设回路电流分别为iiiillll1111、iiiillll2222。支路电流可由回路电流表出iiii1111====iiiillll1111iiii2222====iiiillll2222-iiiillll1111iiii3333====iiiillll2222IIII1111IIII3333UUUUS1S1S1S1UUUUS2S2S2S2RRRR1111RRRR2222RRRR3333bbbbaaaa++++––––++++––––IIII2222回路1111RRRR1111iiiillll1111+RRRR2222((((iiiillll1111-iiiillll2222))))-uuuuS1S1S1S1++++uuuuS2S2S2S2=0=0=0=0回路2222RRRR2222((((iiiillll2222-iiiillll1111)+)+)+)+RRRR3333iiiillll2222-uuuuS2S2S2S2=0=0=0=