§3.5 节点分析
节点分析──以节点电压作为独立变量，在独立节点上建立节点电压方程，从方程中解出节点电压，再确定支路电流。这个方法称为节点分析。
节点电压？
完整电路节点方程的编写，而是选来建立一个一般节点的节点电压方程。
出来，而不必按上述步骤来进行。
对节点①写节点电压方程时，我们把节点①叫主节点，与主节点有支路直接相连接的节点叫相邻节点。
左边：上式中第一项：116531G def G G G G +++，主节点①的自电导。G 11等于各支路的电导之和。
U
第二项：121G def G -是主节点①与相邻节点②之间的互电导。G 12等于节点①、②之间各支路电导之和的负值。 第三项 133G G =- 节点①、③之间的互电导。 第四项 1565)(G G G =+- 节点①、⑤之间的互电导。 注意：在计算节点的自电导与互电导时，网络中的独立源都处于置零状态。 右边：
S S S GU U G U G )
1(6611∑=-是主节点①上各支路中的独立电压源所产生的流入节点①的电流之代数和。流入为正。
S S S I I I )
1(42∑=-是主节点①上各支路中的独立电流源流入节点①的电流之代数和。流入为正。 因此，一个一般节点的电压方程简式：
S S I GU U G U G U G U G )
1()
1(515313212111∑+∑=+++
编写节点电压方程的一般规则：
自电导×主节点电压＋∑互电导×相邻节点电压（对正值电阻，互电导全为负值） = 各个独立电源产生的流入主节点的电流之代数和（流入为正）
需要指出，凡与电流源串联的元件，在节点电压方程中都不会出现。（如G 4, U S4）。
二、节点电压方程的一般表达式
对一具有n 个节点、b 条支路的连通电路，选取第n 个节点为参考点，并设n －1个独立节点的电压分别为
121,,,-n U U U ，则n －1个节点的节点电压方程为：
?
???
?
??
∑+∑=+++∑+∑=+++∑+∑=+++-----------S n S n n n n n n S S n n S
S n n I GU U G U G U G I GU U G U G U G I GU U G U G U G )1()1(1)1)(1(22)2(11)1()
2()2(1)1(2222121)1()1(1)1(1212111
式中G 11, G 22…等有相同下标的电导为各节点的自电导，总为正；
G 12, G 13, G 23,…等有不同下标的电导为各节点的互电导，总为负。
显然，如果两个节点之间没有支路直接相联，则相应的互导为零。对只含独立电源的线性电阻电路，kj jk G G =，行列式?是对称的。
编写节点方程时对受控电源的处理：
先将受控电源看作独立电源，然后将控制量转换成节点电压，并重新整理方程使之成为一般的形式。但必须指出，在整理后的方程中，上述关于确定自电导、互电导及由独立源产生的流入主节点的电流之代数和的规则，一般也是不能再应用了。
如果电路中存在仅含电压源的支路：
相当于R = 0，则G = ∞。这种情况有多种处理办法。
办法1：选取电压源的一个端节点作为参考点，则另一个端节点的电压就是给定值。（即这个端节点的节点电压可知，少一个未知节点电压）。
办法2：把电压源的电流作为变量。每引入一个这样的
解：取节点③为参考点，节点①、②的电压为U 1、U 2。 节
点
1
：433112231321)()(S S S I U G U G U G G U G G G --=+-++
（1）
式中
S G G G G G 5.0111
111
111=+?=''+''''=
节
点2：6332532132)()(S S I U G U G G G U G G +=++++-
（2）
在（1）、（2）中代入数据并化简，得 5.1255.521-=-U U
1510521=+-U U
解得 V U 3/51-=，V U 3/22= 各支路电流为：
A U U G I S 3/4)(1111=-=，A U U G I 3/14)(2122-=-= A U U U G I S 2)(32133=+-=，A GU I 3/1025==
例2 含有电压源支路的电路如图示：
已知：
S G 11=，S G 44=，S G 55=，V U S 11=，V U S 22=，A I S 33=，V U S 44=。
G 5
I
设流过电压源的电流为I u 。
节点① 4431124141)(S S u S U G I I U G U G U G G +-+=-+ 节点② 44325414)(S S U G I U G G U G -=++- 补充方程：
21S U U =
得：
???
??-=-==A I V U V U u
8.19/5221
将（3）式代入（2）式并将)U g (1m -移到等式左边，得（1）、（2）式为：
???????-=???? ??++??
?? ?
?+-=-???? ??+1
231111
21121
111111S m S i u R R u g R i u R u R R 可见，带受控源的电路，其节点电压方程中
2112G G ≠
你注意到了吗？
在无受控源的线性电路中，行列式?是关于对角线对称的。即2112G G =，3223G G =，但在有受控源的线性电路中，行列式?是不对称的。此时?中的元素除了自电导和互电导之外，还有受控电源的控制系数。
第三章电阻电路的一般分析 例 3-1 对如图所示的图，如果选1、2、4之路为树，则其基本回路组是什么？ 解：基本回路组为{1，4，3}、{1，2，7}、{2，4，5}，｛2，4，6｝。 例3-2用网孔电流法求图所示电路中各电源提供的电功率。 i，2m i，3m i如图示。列写如下网孔电流方程 解：设三个网孔电流1 m 例3-3如图(a)所示电路，试用回路电流法计算2Ω电阻电流a I及两个电源提供的电功率。
解：电路中含有一条有伴电流源支路，可以先将其等效变换为10V 电压源和1Ω电阻串联的有伴电压源，然后选三个独立回路电流1i 、2i 、3i ，如图 (b)所示。利用KVL 列写三个回路电流方程为 整理 例3－4 电路如图(a)所示，已知V 121==s s U U ，A 1=s i ，Ω====143121R R R R ，用回路电流法求各支路的电流。 解一 电路中含有一个无伴电流源，先假设其两端的电压为1u 如图(a)所示。选取三个网孔为回路，回路电流方程为：
这里有三个回路电流和一个电流源电压u 1，共四个变量，需增加一个无伴电流源与相关回路关 联的电流方程式 s l l i i i =-21 联立求解这四个方程，就可以解出三个回路电流和电流源两端的电压，将参数代入上述方程便得 另外，还有一种处理无伴电流源支路电路的方法，就是选取电流源支路为连支，该单连支所在的回路电流便为已知电流源的电流，这样，该回路的电流方程可以省略不列写。以下采用这种方法重新求解例题3-4。 解二 如图(c)所示选取电流源支路6为连支（选取2、3、4为树）作为一个回路电流i l1，其它两个回路为i l2、i l3，则三个回路电流方程为
第2章电路的基本分析方法 一、填空题： 1. 有两个电阻，当它们串联起来的总电阻为10Q,当他们并联起来的总电阻为 2.4 Q 这两个电阻的阻值分别为_4Q _和__6Q — 2. 下图所示的电路，A B之间的等效电阻R= 1Q 电路的等效电阻R A B=60Q R CD 5. _______________________________________________________ 下图所示电 路中的A B两点间的等效电阻为12KQ _______________________________ 图中所示 的电流l=6mA则流经6K电阻的电流为2mA ；图中所示方向的电压U为12V 此 6K电阻消耗的功率为24mW 。 4. 3.下图所示的电路, 下图所示电路，每个电阻的阻值均为30 Q, B o B之间的等效电阻R A E=3Q O 6Q 3Q 2Q 2 Q 2 Q 2Q
鼻s Ik 10k皐 A Q T 1 L__JI 1_ () --------------------- 10kQ知 ]6k j L + B O ------ o
6. 下图所示电路中，ab 两端的等效电阻为12Q , cd 两端的等效电阻为4 Q 8.下图所示电路中,ab 两点间的电压U ab 为io V 。 + iov a 24V 已知U F 3V, I S = 3 A 时，支路电流I 才等于2A 。 10. 某二端网络为理想电压源和理想电流源并联电路， 则其等效电路为 理想电压 源。 11. 已知一个有源二端网络的 开路电压为20V,其短路电流为5A,则该有源二端 网络外接4 Q 电阻时，负载得到的功率最大， 最大功率为 25W 12. 应用叠加定理分析线性电路时， 对暂不起作用的电源的处理，电流源应看作 开路，电压 7?下图所示电路a 、 6 Q a i — 5 Li b 间的等效电阻Rab 为4" 9.下图所示电路中, d 15 Q b Hi BO
§3.3 网孔分析（网孔法） 支路电流法是直接应用KCL、KVL解题的方法，因而这个方法最为直观。但对支路数多的电路，求解方程的工作量很大。 一、什么是网孔分析（mesh current） 图中指定了三个顺时针方向的网孔电流，下标m表示网孔的意思。 网孔电流是一组独立变量。网孔电流一旦确定，则各支
路电流可用网孔电流唯一表示。如图示： ? ?? =-=+-=-=-==3632 53142 131221,,,,m m m m m m m m m I I I I I I I I I I I I I I I （1） 二、建立网孔电压方程（∑RI = ∑U S ）之规则 在三个网孔中，沿着网孔电流方向观看各元件上的电压 支路电流。显然，就求解方程来说，网孔分析比支路电流法简便。 一些记号及其含义： 以（2）式为例：
43211R R R R ++= 网孔1的自电阻，它等于网孔1中 各个电阻之和。 312R R -= 网孔1与网孔2之间的互电阻。 当两个网孔电流在互电阻上同向时，互电 阻等于公共电阻之和；反向时，等于公共电阻之和的负值。 413R R -= 网孔1、3之间的互电阻。 注意：在计算网孔自电阻与互电阻时，独立源都处于置零状态。 42) 1(S S S U U U -=∑ 网孔1中独立电压源电压之代数和。（各电压源电压的方向与网孔电流一致时，前面取负号；反之取正号）。引进自电阻、互电阻后，（2）式可简写成： S m m m U I R I R I R (1) 313212111∑=++ 分析上式，可得编写网孔方程的规则为： 自电阻×自网孔电流＋∑互电阻×相邻网孔电流（当相邻网孔电流在互电阻上同向时，互电阻为正；反向时为负；没有公共电阻时，互电阻为零） = 自网孔中各个独立电压源电压之代数和。 如果电路中有受控源存在，则在建立网孔方程时，先将受控源看作独立电源，然后将控制量转换成用网孔电流表示，并将方程整理成一般形状。必须注意，在整理后的方程中，上述关于确定自电阻、互电阻与网孔中独立电压源电压
《电工与电子技术基础》自测题 第1章直流电路及其分析方法 判断题 1.1 电路的基本概念 1．电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 2．电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 3．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相同。 答案:X 4．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相反。 答案:V 5．电路中各物理量的正方向都可以任意选取。 [ ] 答案:V 6．某电路图中，已知电压U=-30V，则说明图中电压实际方向与所标电压方向相反。 答案:V 7．组成电路的最基本部件是：电源、负载和中间环节 [ ] 答案:V 8．电源就是将其它形式的能量转换成电能的装置。 [ ] 答案:V 9．如果电流的大小和方向均不随时间变化，就称为直流。 [ ] 答案:V 10．电场力是使正电荷从高电位移向低电位。 [ ] 答案:V 11．电场力是使正电荷从低电位移向高电位。 [ ] 答案:X 1.2 电路基础知识 1．所求电路中的电流（或电压）为＋。说明元件的电流（或电压）的实际方向与参考方向一致；若为－，则实际方向与参考方向相反。[ ] 答案:V 2．阻值不同的几个电阻相并联，阻值小的电阻消耗功率小。[ ] 答案:X
答案:X 4．电路就是电流通过的路径。 [ ] 答案:V 5．电路中选取各物理量的正方向，应尽量选择它的实际方向。 [ ] 答案:V 6．电路中电流的实际方向总是和任意选取的正方向相同。 [ ] 答案:X 7．电阻是用来表示电流通过导体时所受到阻碍作用大小的物理量。[ ] 答案:V 8．导体的电阻不仅与其材料有关，还与其尺寸有关。 [ ] 答案:V 9．导体的电阻只与其材料有关，而与其尺寸无关。 [ ] 答案:X 10．导体的电阻与其材料无关，而只与其尺寸有关。 [ ] 答案:X 11．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成正比，与其电阻值成反比。[ ] 答案:V 12．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成反比，与其电阻值成正比。[ ] 答案:X 13．如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少，则说明电源具有较差的外特性。 [ ]答案:X 14．如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少，则说明电源具有较好的外特性。 [ ]答案:V 15．欧姆定律是分析计算简单电路的基本定律。 [ ] 答案:V 16．平时我们常说负载增大，其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:V 17．平时我们常说负载减小，其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:V 18．平时我们常说负载增大，其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:X 19．平时我们常说负载减小，其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:X 20．在串联电路中，电阻越大，分得的电压越大。 [ ] 答案:V 21．在串联电路中，电阻越小，分得的电压越大。 [ ] 答案:X 22．在串联电路中，电阻越大，分得的电压越小。 [ ] 答案:X 23．在串联电路中，电阻越小，分得的电压越小。 [ ] 答案:V 24．在并联电路中，电阻越小，通过的电流越大。 [ ] 答案:V 25．在并联电路中，电阻越大，通过的电流越大。 [ ]
电阻电路的分析方法 一、KCL的独立方程数？ n个结点，b条支路，则有n-1个KCL 二、KVL的独立方程数？ b-n+1个 三、支路电流法？ 以支路电流作为未知量 1)标出各支路电流及参考方向 2)根据KCL列出n-1个独立电流方程 3)设出回路绕行方向，由KVL列出b-n+1个独立电压方程（独立电 压方程个数=网孔数） 4)确定正负，沿绕行方向，电位降之和=电位升之和 5)解方程，若有理想电流源，可少写一个独立电压方程 四、网孔电流法？ 以网孔电流作为未知量 1)标出网孔电流及参考方向 2)按照网孔电流的参考方向，列出KVL 3)两网孔电流流过公共回路的电流方向相同时，互阻取正号，否则 取负号 五、回路电流法？ 同网孔电流法
六、结点电压法？ 1)参考点要设置在电路的外围底部的一个结点上或电压源的负极所 接的结点上为好 2)列方程时自导总为正，互导总为负 3)与电流源串联的电阻在列方程式不考虑，将其短路 4)结点电压法实际上是在列KCL 七、叠加定理？ 即分别作用然后叠加；电压源短路处理；电流源开路处理； 八、替代定理？ 用某些元件替代电路中的某个元件的方法 1）与电压源并联的元件可以忽略，只写一个电压源； 2）与电流源串联的元件可以忽略，只写一个电流源； 3）忽略电阻较常见； 九、戴维宁定理？ 电压源与电阻串联代替 十、诺顿定理？ 电流源与电阻并联代替 十一、最大功率传输定理？ 当R L=R eq时，P MAX=U OC2/4R eq
十二、求等效电阻？（非纯电阻） 核心：求出端口电压与端口电流 1）外加电压源 2）外加电流源 3）短路电流法（前提是另一部分存在电源） 十三、弥尔曼定理？ 条件：电路中只有两个结点； 核心：KCL 1)运用结点电压法推到而得(算出各支路电流，再利用KCL)； 2)等式左边为所要求的电压； 3)分母为各支路电导之和（直接与电流源串联的电阻除外）； 4)分子为各支路电流之和（若某支路为一个电压源与一个电阻串联， 则直接用电压源比上电阻）；电流出为负，进为正；
第2章电路的基本分析方法 电路的基本分析方法贯穿了整个教材，只是在激励和响应的形式不同时，电路基本分析方法的应用形式也不同而已。本章以欧姆定律和基尔霍夫定律为基础，寻求不同的电路分析方法，其中支路电流法是最基本的、直接应用基尔霍夫定律求解电路的方法；回路电流法和结点电压法是建立在欧姆定律和基尔霍夫定律之上的、根据电路结构特点总结出来的以减少方程式数目为目的的电路基本分析方法；叠加定理则阐明了线性电路的叠加性；戴维南定理在求解复杂网络中某一支路的电压或电流时则显得十分方便。这些都是求解复杂电路问题的系统化方法。 本章的学习重点： ●求解复杂电路的基本方法：支路电流法； ●为减少方程式数目而寻求的回路电流法和结点电压法； ●叠加定理及戴维南定理的理解和应用。 2．1 支路电流法 1、学习指导 支路电流法是以客观存在的支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出与未知量个数相同的方程式，再联立求解的方法，是应用基尔霍夫定律的一种最直接的求解电路响应的方法。学习支路电流法的关键是：要在理解独立结点和独立回路的基础上，在电路图中标示出各支路电流的参考方向及独立回路的绕行方向，正确应用KCL、KVL列写方程式联立求解。支路电流法适用于支路数目不多的复杂电路。 2、学习检验结果解析 （1）说说你对独立结点和独立回路的看法，你应用支路电流法求解电路时，根据什么原则选取独立结点和独立回路？ 解析：不能由其它结点电流方程（或回路电压方程）导出的结点（或回路）就是所谓的独立结点（或独立回路）。应用支路电流法求解电路时，对于具有m条支路、n个结点的电路，独立结点较好选取，只需少取一个结点、即独立结点数是n－1个；独立回路选取的原则是其中至少有一条新的支路，独立回路数为m－n＋1个，对平面电路图而言，其网孔数即等于独立回路数。 2．图2.2所示电路，有几个结点？几条支路？几个回路？几个网孔？若对该电路应用支
电路常用分析方法 第一：支路电流法：以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。 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。 支路电流法的一般步骤： 第二：回路电流法：以基本回路中沿回路连续流动的假想电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。它适用于平面和非平面电路。 1.列写的方程：回路电流法是对独立回路列写KVL 方程，方程数为：)1(--n b ，与支路电流法相比，方程减少1-n 个。 2.回路电流法适用于复杂电路，不仅适用于平面电路，还适用于非平面电路回路电流法的一般步骤： （1）选定)1(--=n b l 个独立回路，并确定其绕行方向； （2）对l 个独立回路，以回路电流为未知量，列写其KVL 方程； （3）求解上述方程，得到l 个回路电流； （4）求各支路电流。 回路电流法的特点： （1）通过灵活的选取回路可以减少计算量； （2）互有电阻的识别难度加大，易遗漏互有电阻。 理想电流源支路的处理： 网孔电流法是回路电流法的一种特例。引入电流源电压，增加回路电流和电流源
电流的关系方程。 i来表示。 第三：网孔电流法：是一种沿着网孔边界流动的假想的环流，用 m 1.网孔电流法：是以网孔电流作为电路的独立变量的求解方法，仅适用于平面电路。 2.基本思想：利用假想的网孔电流等效代替支路电流来列方程。 3.列写的方程：KCL自动满足。只需对网孔回路，列写KVL方程，方程数为网孔数。 网孔电流法的一般步骤： （1）选定各网孔电流的参考方向，它们也是列方程时的绕行方向。（通常各网孔电流都取顺时针方向或都取逆时针方向） （2）根据电路，写出自阻、互阻及电源电压。 （3）根据推广公式，列网孔方程。 （4）求解网孔方程，解得网孔电流。 （5）根据题目要求，进行求解。 第四：结点电压法：以结点电压为未知量列写电路方程分析电路的方法。适用于结点较少的电路。 结点电压法的一般步骤为： （1）选定参考结点，标定1 n个独立结点； - （2）对1 - n个独立结点，以结点电压为未知量，列写其KCL方程； （3）求解上述方程，得到1 n个结点电压； - （4）通过结点电压求各支路电流； （5）其他分析。
习题六 简单非线性电阻电路分析 6-1 如题图6-1所示电路中，其中二极管和稳压二极管均采用理想特性，试分别画出其端口的DP 图。 题图6-1 6-2 设一混频器所用的非线性电阻特性为 2 210u a u a a i ++= 当其两端电压）（）（t w A t w A u 2211cos cos +=时，求）。（t i 6-3 试画出下列电阻元件的u -i 特性，并指出3的单调性、压控的还是流控的？ （1）u e i -=； （2）2 i u =； （3）3 01.01.0u u i +-=。 6-4 试写出题图6-4所示分段线性非线性电阻的u -i 特性表达式。 题图6-4 6-5 如题图6-5（a ）所示电路为一逻辑电路，其中二极管的特性如题图6-5（b ）所示。当U 1 = 2 V ，U 2 = 3 V ，U 3 = 5 V 时，试求工作点u 。
题图6-5 6-6 如题图6-6所示电路含有理想二极管，试判断二极管是否导通？ 6-7 设有一非线性电阻的特性为u u i 343 -=，它是压控的还是流控的？若） （wt u cos =，求该电阻上的电流i 。 6-8 如题图6-8所示为自动控制系统常用的开关电路，K 1和K 2 为继电器，导通工作电 流为0.5 mA 。D 1和D 2为理想二极管。试问在图示状态下，继电器是否导通工作？ 题图6-6 题图6-8 6-9 如题图6-9所示为非线性网络，试求工作点u 和i 。 题图6-9 6-10 如题图6-10所示网络，其中N 的A 矩阵为 A =? ? ? ? ??Ω5.1s 05.055.2
长春理工大学 国家级电工电子实验教学示范中心学生实验报告 2019-2020学年第2学期 实验题目：线性电阻电路分析 实验地点：东1教414 学院：电子信息工程 班级学号：190412125 姓名：谷东月 报告成绩：
一、实验目的 1、熟悉EWB工作平台的操作环境 2、练习利用EWB进行电路的创建 3、会用电压表和电流表对所设计电路进行测量 4、研究电压表、电流表内阻对电路测量的影响 5、通过对线性电路叠加定理验证实验的设计，训练工程实践思维模式 二、实验性质 验证性实验 三、实验内容 1、分压电路 （1）复制电子工作平台上的实验电路图 （2）测量数据记录 测量R1电压的 电压表内阻测量值R01R02R03R04 25M 25k 25 25m V R1 （V） 6 5.883 0.286 0.3 V R2 （V） 6 6.117 11.714 12 （3）数据分析及结论
1.当R1和R2相差不大时，满足分压公式V R1=（R1/R1+R2）*U,V R2=（R2/R1+R2）*U 2.V R1+V R2=U 2、分流电路 （1）复制电子工作平台上的实验电路图 （2）测量数据记录 R1电阻（Ω）测量值R11 R12 R13 25 50 75 I R1 5 3.33 2.5 I R2 5 6.67 7.5 （3）数据分析及结论 1、并联电阻分流并与电阻成反比 2、并联电阻分流之和等于电路电流 3、I R1+I R2=I，I R1/I R2=R2/R1 3、叠加定理验证实验 （1）设计思路
（2）测量数据及分析 图1 图2 图3 U1 1.5 2.25 -0.75 U2 30 22.5 7.5 U3 0 1.125 -1.125 （3）理论分析及结论 分析：图二，图三数据相加等于相对应的图一的数据。 结论：在线性电路中，任一支路的电压和电流，在各个独立源的作用下，在该支路中
16 第三章 电阻电路的一般分析方法 1. 内容提要： 电路的一般分析是指方程分析法，它是以电路元件的约束特性（VCR ）和电路的拓扑特性（KCL ，KVL ）为依据，建立以支路电流或回路电流，或结点电压为变量的电路方程组，从中解出所要求的电流、电压、功率等。方程分析法的特点是：⑴具有普遍适用性，即无论线性和非线性电路都适用；⑵具有系统性，表现在不改变电路结构，应用KCL 、KVL ，元件的VCR 建立电路变量方程，方程的建立有一套固定不变的步骤和格式，便于编程和用计算机计算。 本章的重点是会用观察电路的方法，熟练应用支路法、回路法和结点电压法的“方程通式”写出支路电流方程、回路方程和结点电压方程，并加以解释。 2. 重点和难点： (1) 各种分析方法其首要求解变量的确定； (2) 各种分析方法方程建立的依据，方程的列写； (3) 依据电路的特征选择适合的求解方法； (4) 电阻电路的一般分析方法分为两大类：以电流为变量、以电压为变量。 以电流为变量：支路电流法；回路（网孔）电流法；割集电流法； 以电压为变量：支路电压法；节点电压法。 2、典型例题分析 【例题1】：支路电流法中，无伴理想电流源的处理。本例说明对含有理想电流源的电路，列写支路电流方程有两种方法，一是设电流源两端电压，把电流源看作电压源来列写方程，然后增补一个方程，即令电流源所在支路电流等于电流源的电流即可；另一方法是避开电流源所在支路列方程，把电流源所在支路的电流作为已知。 列写图3.1所示电路的支路电流方程(电路中含有理想电流源)。 图3.1 图3.1.1解法 2 示意图 解法1： (1)对结点a 列KCL 方程：–I 1–I 2+I 3=0； (2)选两个网孔为独立回路，设电流源两端电压为U ，列KVL 方程： 网孔1：7I 1–11I 2=70-U ； 网孔2：11I 2+7I 3=U ； (3)由于多出一个未知量U ，需增补一个方程：I 2=6A 。 求解以上方程即可得各支路电流。
第2章 电路的分析方法 本章要求： 1. 掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析方法。 2. 理解实际电源的两种模型及其等效变换。 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路的图解分析法。 重点： 1． 支路电流法； 2． 叠加原理； 3．戴维宁定理。 难点： 1． 电流源模型； 2． 结点电压公式； 3． 戴维宁定理。 2.1 电阻串并联联接的等效变换 1．电阻的串联 特点： 1)各电阻一个接一个地顺序相联； 2)各电阻中通过同一电流； 3)等效电阻等于各电阻之和； 4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。 两电阻串联时的分压公式： 2．电阻的并联 特点: 1)各电阻联接在两个公共的结点之间； 2)各电阻两端的电压相同； 3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和； 4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。 U R R R U 2111+=U R R R U 2 122+=
两电阻并联时的分流公式： 2.3 电源的两种模型及其等效变换 1．电压源 电压源是由电动势 E 和内阻 R 0 串联的电源的电路模型。若 R 0 = 0，称为理想电压源。 特点： (1) 内阻R 0 = 0； (2) 输出电压是一定值，恒等于电动势（对直流电压，有 U ≡ E ），与恒压源并联的电路电压恒定； (3) 恒压源中的电流由外电路决定。 2．电流源 电流源是由电流 I S 和内阻 R 0 并联的电源的电路模型。若 R 0 = ∞，称为理想电流源。 特点： (1) 内阻R 0 = ∞ ； (2) 输出电流是一定值，恒等于电流 I S ，与恒流源串联的电路电流恒定； (3) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。 3．电压源与电流源的等效变换 等效变换条件： E = I S R 0 0 R E I = S 注意： ① 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，对电源内部则是不等效的。 ② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。 ③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 ④ 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路，都可化为一个电流为 I S 和这个电阻并联的电路。 4．电源等效变换法 （1） 分析电路结构，搞清联接关系； （2） 根据需要进行电源等效变换； （3） 元件合并化简：电压源串联合并，电流源并联合并，电阻串并联合并； I R R R I 2121+=I R R R I 2 112+=
3.2 基本放大电路的分析方法 3.2.1 放大电路的静态分析 放大电路的静态分析有计算法和图解分析法两种。 （1）静态工作状态的计算分析法 根据直流通路可对放大电路的静态进行计算 (03.08) I = I B (03.09) C V =V CC－I C R c (03.10) CE I 、I C和V CE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。 B 在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地的电位V B、V E和V C即可确定三极管的工作状态。 （2）静态工作状态的图解分析法 放大电路静态工作状态的图解分析如图03.08所示。 图03.08 放大电路静态工作状态的图解分析 直流负载线的确定方法：
1. 由直流负载列出方程式V CE=V CC－I C R c 2. 在输出特性曲线X轴及Y轴上确定两个特殊点 V CC和V CC/R c,即可画出直流负载线。 3. 在输入回路列方程式V BE =V CC－I B R b 4. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点即是Q。 5. 得到Q点的参数I BQ、I CQ和V CEQ。 例3.1：测量三极管三个电极对地电位如图03.09所示，试判断三极管的工作状态。 图03.09 三极管工作状态判断 例3.2：用数字电压表测得V B=4.5V 、V E=3.8V 、V C =8V，试判断三极管的工作状态。 电路如图03.10所示 图03.10 例3.2电路图 3.2.2 放大电路的动态图解分析 (1) 交流负载线 交流负载线确定方法：
1.通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率为1/R L'。 2.R L'= R L∥R c，是交流负载电阻。 3.交流负载线是有交流输入信号时，工作点Q的运动轨迹。 4.交流负载线与直流负载线相交，通过Q点。 图03.11 放大电路的动态工作状态的图解分析 (2) 交流工作状态的图解分析 动画 图03.12 放大电路的动态图解分析（动画3-1）通过图03.12所示动态图解分析，可得出如下结论： 1. v i→↑ v BE→↑ i B→↑ i C→↑ v CE→↓ |-v o|↑； 2. v o与v i相位相反； 3.可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4.可以确定最大不失真输出幅度。 (3) 最大不失真输出幅度 ①波形的失真
线性电阻电路分析标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
第二章 线性电阻电路分析 电阻电路：由电阻元件和独立电源组成的电路，称为电阻电路。独立电源在电阻电路中所起的作用与其它电阻元件完全不同，它是电路的输入或激励。独立电源所产生的电压和电流，称为电路的输出或响应。线性电阻电路：由线性电阻元件和独立电源组成的电路，称为线性电阻电路。其响应与激励之间存在线性关系，利用这种线性关系，可以简化电路的分析和计算。 上一章介绍的2b 法的缺点是需要联立求解的方程数目太多，给手算求解带来困难。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作变量来建立电路方程。 §2－l 电阻单口网络 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)。 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)。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。 N 1 N 2 VCR 相同 等效
单口的等效电路：根据单口VCR方程得到的电路，称为单口的等效电路。单口网络与其等效电路的端口特性完全相同。一般来说，等效单口内部的结构和参数并不相同，谈不上什么等效问题。 利用单口的等效来简化电路分析：将电路中的某些单口用其等效电路代替时，不会影响电路其余部分的支路电压和电流，但由于电路规模的减小，则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 两个二端电阻首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻 的串联。图(a)表示n个线性电阻串联形成的单口网络。 用2b方程求得端口的VCR方程为 其中 上式表明n个线性电阻串联的单口网络，就端口特性而言，等效于一 Ri i R R R R i R i R i R i R u u u u u n n n n = +???+ + + = +???+ + + = +???+ + + = ) ( 3 2 1 3 3 2 2 1 1 3 2 1 ∑ = = = n k k R i u R 1
几种常见电路分析方法浅析 摘要：对电路进行分析的方法很多,如叠加定理、支路分析法、网孔分析法、结点分析法、戴维南和诺顿定理等。根据具体电路及相关条件灵活运用这些方法,对基本电路的分析有重要的意义。现就具体电路采用不同方法进行如下比较。 关键词：电路分析电流源支路电流法网孔电流法结点分析法叠加定理戴维宁定理与诺顿定理 Several Commonly Used Analytical Methods in Circuit Abstract: on the circuit analysis methods, such as superposition theorem, branch analysis method, mesh analysis method, nodal analysis method, Thevenin and Norton's theorem. According to the specific circuit and related conditions of flexibility in the use of these methods, the basic circuit analysis has important significance. The specific circuit using different methods are compared. Key words :Circuit Analysis of voltage source current source branch current method mesh current method nodal analysis method of superposition theorem and David theorem and Norton theorem in Nanjing. 引言：每种电路的分析方法，一般都有其适用范围。应用霍夫定律求解适用于求多支路的电流，但电路不能太复杂；电源法等效变换法适用于电源较多的电路；节点电位法适用于支路多、节点少的电路；网孔分析法使适用于支路多、节点多、但网孔少的电路；戴维宁定理和叠加定理适用于求某一支路的电流或某段电路两端电压。上面例题的电路比较简单，可选择任意一种方法求解，对于一些比较复杂但有一
第三章 电阻电路的分析方法 一、选择题 1、对于具有n 个结点、b 条支路的电路，可列出（ ）个独立的KCL 方程，可列出（ ）个独立的KVL 方程。下列叙述正确的是（ ） A.b-n+1,n-1 B. n-1, b-n-1 C. b-n-1, n-1 D. n-1, b-n+1 2、如图1所示电路中电流1I 为：( ) A.3A B.0.6A C.-0.2A D.0.2A 1 3Ω40Ω40 图1 图2 3、自动满足基尔霍夫电压定律的电路求解法是（ ） A.支路电流法 B.回路电流法 C.结点电压法 D.网孔电流法 4、图2所示电路中2U 为：（ ） A. 44V B. 42V C. 38V D. 36V 二、填空题 1、图3所示电路中，1I =（ ），2I =（ ）。 3V 图3 图4 2、回路电流法的实质是以（ ）为变量，直接列写（ ）方程。结点电压法的实质是以（ ）为变量，直接列写（ ）方程。 3、在列写结点电压方程时，自导为（ ），互导为（ ）。 三、计算题 1、试用回路电流法和结点电压法求解图4示电路中的电流I 。
2、用网孔电流法和结点电压法求解图5示电路中的电压U 和电流I 。 图5 3、列写图6所示电路的结点电压方程，并计算结点①、②的电压及4A 电流源两端的电压U 。 4S 6 图6 4、某电路不含受控源，其结点电压方程如下，试画出该电路图。 1441124314321111111s s s n n i R u R u u R R u R R R R --=??? ? ??+-???? ??+++ 31442543 14311111s s s n n i i R u u R R R u R R ++=???? ??+++???? ??+-
电阻电路的分析方法 一、是非题 1.图示三个网络a、b端的等效电阻相等。 2.当星形联接的三个电阻等效变换为三角形联接时，其三个引出端的电流和两两引出端的电压是不改变的。 3.对外电路来说，与理想电压源并联的任何二端元件都可代之以开路。 4.如二端网络的伏安特性为U=205I，则图示支路与之等效。 5.两个电压值都为U的直流电压源，同极性端并联时，可等效为一个电压源，其电压值仍为U S。 6.左下图示电路中，如100V电压源供出100W功率，则元件A吸收功率20W。 】
7.对右上图示电路，如果改变电阻R1，使电流I1变小，则I2必增大。 8.图示电路中，节点1的节点方程为 9.实际电源的两种模型，当其相互等效时，意味着两种模型中的电压源和电流源对外提供的功率相同。 10.两个二端网络分别与20电阻连接时，若电流均为5A，电压均为100V，则这两个网络相互等效。 答案部分 1.答案(+) 2.答案(+) 3.答案(+) 4.答案(+) 5.答案(+) 6.答案() ; 7.答案()8.答案()9.答案()10.答案()
二、单项选择题 2.在左下图示电路中，当开关S由闭合变为断开时，灯泡将 / (A)变亮(B)变暗(C)熄灭 3.右上图示电路中电流I为 (A)趋于无限(B)12A(C)6A(D)9A 4.当标明“100，4W”和“100，25W”的两个电阻串联时，允许所加的最大电压是(A)40V (B)70V (C)140V 5.电路如左下图所示，已知电压源电压U=230V，内阻R=1。为使输出电压为220V、功率为100W的灯泡正常发光，则应并联 (A)22盏灯 (B)11盏灯 (C)33盏灯
第1章电路及其分析方法 电路的基本概念与基本定律 一、学时：10 学时 二、目的和要求： 1．掌握电路的基本概念与基本定律； 2．理解电压、电流参考方向的意义； 3．了解电路的有载工作、开路与短路状态并能理解电功率和额定值的意义； 三、重点： 1.电压、电流的参考方向； 2.基尔霍夫定律； 四、难点： 基本概念的理解。 五、教学方式：多媒体或胶片投影或传统方法 六、习题安排： 七、教学内容： 1.1 电路模型 1、电路的作用与组成部分（举例:如日光灯电路） （1）电路的作用 ①电能的传输与转换，如电力系统。 ②传递和处理信号，如扩音机。 （2）电路的组成部分 ①电源：是供应电能的设备。如发电厂、电池等。 ②负载：是取用电能的设备。如电灯、电机等 ③中间环节：是连接电源和负载的部分，起传输和分配电能的作用。如变压器、输电线等。 2、电路的模型 由理想化电路元件组成的电路即是实际电路的电路模型，如下图所示，3、电路的基本元件
（1）元件分类 按不同原则可将元件分成以下几类： A、线性元件与非线性元件 B、有源元件与无源元件 C、二端元件与多端元件 D、静态元件与动态元件 E、集中参数元件与分布参数元件 (2)元件符号 表1-1常用理想元件及符号 （3）电阻元件 电阻元件按其电压电流的关系曲线（又称伏安特性曲线）是否是过原点的直线而分为线性电阻元件（如上图a）和非线性电阻元件（如上图b）。按其特性是否随时间变化又可分为时变电阻元件和非时变电阻元件。本节重点介绍线性非时变电阻元件。 线性电阻元件是一个二端元件，其端电压u(t)和端电流i(t)取关联参考方向时，满足欧姆定律： u(t)=R i(t) i(t)=G u(t) 式中：R为线性电阻元件的电阻，G为线性电阻元件的电导，二者均为常量，其数值由元件本身决定，与其端电压和端电流无关。且 电阻的单位：欧姆（Ω）；电导的单位：西门子（S）。 线性电阻的电阻值R就是线性电阻伏安特性中那条过原点的直线的斜率。当电阻值R＝0时，伏安特性曲线与i轴重合，如下图所示。 此时不论电流i为何值，端电压u总为零，称其为“短路”。 当电阻值R＝∞时，其伏安特性曲线与u轴重合如下图所示。 R=0时，不论端电压u为何值，电流i总为零，称其为“开路”或“断路”。电阻功率 在电阻元件取关联参考方向的情况下，电阻吸收的功率为 如电阻元件取非关联参考方向，电阻吸收的功率为 由以上两式知，无论电阻元件采用何种参考方向，任何时刻电阻吸收的功率都不可能为负值，也就是说电阻元件为耗能元件。
第二章线性电阻电路分析 电阻电路：由电阻元件和独立电源组成的电路，称为电阻电路。独立电源在电阻电路中所起的作用与其它电阻元件完全不同，它是电路的输入或激励。独立电源所产生的电压和电流，称为电路的输出或响应。线性电阻电路：由线性电阻元件和独立电源组成的电路，称为线性电阻电路。其响应与激励之间存在线性关系，利用这种线性关系，可以简化电路的分析和计算。 上一章介绍的2b法的缺点是需要联立求解的方程数目太多，给手算求解带来困难。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作变量来建立电路方程。 §2－l 电阻单口网络 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，而不关心网络部的情况时，称二端网络为单口网络，简称为单口(One-port)。 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)。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。 单口的等效电路：根据单口VCR方程得到的电路，称为单口的等效电路。单口网络与其等效电路的端口特性完全相同。一般来说，等效单口部的结构和参数并不相同，谈不上什么等效问题。 利用单口的等效来简化电路分析：将电路中的某些单口用其等效电路代替时，不会影响电路其余部分的支路电压和电流，但由于电路规模的减小，则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 N1N2 VCR相同 等效
两个二端电阻首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻的串联。图(a)表示n个线性电阻串联形成的单口网络。 用2b方程求得端口的VCR方程为 其中 上式表明n个线性电阻串联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电阻值由上式确定。 2.线性电阻的并联两个二端电阻首尾分别相联，各电阻处于同一电压下的连接方式，称为电阻的并联。图(a)表示n个线性电阻的并联。 求得端口的VCR方程为 上式表明n个线性电阻并联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电导值由上式确定。两个线性电阻并联单口的等效电阻值，也可用以下公式计算 Ri i R R R R i R i R i R i R u u u u u n n n n = +???+ + + = +???+ + + = +???+ + + = ) ( 3 2 1 3 3 2 2 1 1 3 2 1 ∑ = = = n k k R i u R 1 Gu u G G G G u G u G u G u G i i i i i n n n n = +???+ + + = +???+ + + = +???+ + + = ) ( 3 2 1 3 3 2 2 1 1 3 2 1
第二章 线性电阻电路分析 电阻电路：由电阻元件和独立电源组成的电路，称为电阻电路。独立电源在电阻电路中所起的作用与其它电阻元件完全不同，它是电路的输入或激励。独立电源所产生的电压和电流，称为电路的输出或响应。线性电阻电路：由线性电阻元件和独立电源组成的电路，称为线性电阻电路。其响应与激励之间存在线性关系，利用这种线性关系，可以简化电路的分析和计算。 上一章介绍的2b 法的缺点是需要联立求解的方程数目太多，给手算求解带来困难。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作变量来建立电路方程。 §2－l 电阻单口网络 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，而不关心网络部的情况时，称二端网络为单口网络，简称为单口(One-port)。 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)。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。 单口的等效电路：根据单口VCR 方程得到的电路，称为单口的等效电路。单口网络与其等效电路的端口特性完全相同。一般来说，等效单口部的结构和参数并不相同，谈不上什么等效问题。 利用单口的等效来简化电路分析：将电路中的某些单口用其等效电路代替时，不会影响电路其余部分的支路电压和电流，但由于电路规模的减小，则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 N 1 N 2 VCR 相同 等效
两个二端电阻首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻的串联。图(a)表示n 个线性电阻串联形成的单口网络。 用2b 方程求得端口的VCR 方程为 其中 上式表明n 个线性电阻串联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电阻值由上式确定。 2.线性电阻的并联两个二端电阻首尾分别相联，各电阻处于同一电压下的连接方式，称为电阻的并联。图(a)表示n 个线性电阻的并联。 求得端口的VCR 方程为 上式表明n 个线性电阻并联的单口网络，就端口特性而言，等效于一个线性二端电阻，其电导值由上式确定。两个线性电阻并联单口的等效电阻值，也可用以下公式计算 Ri i R R R R i R i R i R i R u u u u u n n n n =+???+++=+???+++=+???+++= )( 321332211321∑ ===n k k R i u R 1 Gu u G G G G u G u G u G u G i i i i i n n n n =+???+++=+???+++=+???+++= )( 321332211321
第2章电路的基本分析方法 学习要点 掌握支路电流法、节点电压法、叠加定理、等效电源定理等常用的电路分析方法，重点是叠加定理和戴维南定理 理解电路等效的概念，掌握用电路等效概念分析计算电路的方法 了解受控源的概念以及含受控源电阻电路的分析计算 了解非线性电阻电路的图解分析方法，理解静态电阻和动态电阻的意义 电路的基本分析方法 2.1 简单电阻电路分析 2.2 复杂电阻电路分析 2.3 电压源与电流源的等效变换 2.4 电路定理 2.5 含受源电阻电路的分析 2.6 非线性电阻电路的分析 2.1 简单电阻电路分析 电阻电路：只含电源和电阻的电路 简单电阻电路：可以利用电阻串、并联方法进行分析的电路。应用这种方法对电路进行分析时，一般先利用电阻串、并联公式求出该电路的总电阻，然后根据欧姆定律求出总电流，最后利用分压公式或分流公式计算出各个电阻的电压或电流。 2.1.1 电阻的串联 n 个电阻串联可等效为一个电阻 12n R R R R =++Λ+ 分压公式 k k k R U R I U R == 两个电阻串联时 1112R U U R R = + 2 212 R U U R R =+ R +U 1－ + U 2 －+U n －+U 1－+U 2－
2.1.2 电阻的并联 n 个电阻并联可等效为一个电阻 121111 n R R R R =++Λ+ 分流公式 k k k U R I I R R = = 两个电阻并联时 2 112R I I R R = + 1 212 R I I R R = + 2.2 复杂电阻电路分析 复杂电路电阻：不能利用电阻串并联方法化简，然后应用欧姆定律进行分析的电路。解决复杂电路的方法：一种是根据电路待求的未知量，直接应用基尔霍夫定律列出足够的独立方程式，然后联立求解出各未知量；另一种是应用等效变换的概念，将电路化简或进行等效变换后，再通过欧姆定律、基尔霍夫定律或分压、分流公式求解出结果。 2.2.1 支路电流法 支路电流法是以支路电流为未知量，直接应用KCL 和KVL ，分别对节点和回路列出所需的方程式，然后联立求解出各未知电流。 一个具有b 条支路、n 个节点的电路，根据KCL 可列出（n －1）个独立的节点电流方程式，根据KVL 可列出b －(n －1)个独立的回路电压方程式。 图示电路 （1） 支路数b=3，支路电流有1I 、2I 、3I 三个。 I n n R U U S2