第三章 电阻电路的一般分析习题共33页文档
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第3章电阻电路的一般分析3.1 复习笔记一、电路图论的基本概念1.图(G)图(G)是具有给定连接关系的结点和支路的集合,其中每条支路的两端都连到相应的结点上,允许孤立结点的存在,没有结点的支路不能称为图。
路径:从G的一个结点出发,依次通过图的支路和结点(每一支路和结点只通过一次),到达另一个结点(或回到原出发点),这种子图称为路径。
连通图:当G的任意两结点都是连通的,称G为连通图。
有向图:赋予支路方向的图称为有向图。
2.树(T)满足下列三个条件的子图,称为G的一棵树:①连通的;②包含G的全部结点;③本身没有回路。
树支与连支:属于树的支路称为树支;不属于树的支路称为连支。
基本回路:对于G的任意一个树,有且只有一条连支回路,这种回路称为单连支回路或基本回路。
树支数:对于有n个结点,b条支路的连通图,树支数=n-1。
推论:连枝数=b-n+1;基本回路数=连支数=b-n+1。
二、KCL和KVL的独立方程数KCL的独立方程数:对一个具有n个结点的电路而言,其中任意的(n-1)个结点的KCL方程是独立的。
KVL的独立方程数:对一个具有n个结点和b条支路的电路而言,其KVL的独立方程数为(b-n+1)。
三、电路的分析方法1.支路电流法(1)支路电流法是以b个支路电流为变量列写b个方程,并直接求解。
其方程的一般形式为(2)支路电流法解题步骤①标出各支路电流的方向;②依据KCL列写(n-1)个独立的结点方程;③选取(b-n+1)个独立回路,标出回路绕行方向,列写KVL方程。
注:①独立结点选择方法:n个结点中去掉一个,其余结点都是独立的;②独立回路选择方法:先确定一个树,再确定单连支回路(基本回路),仅含唯一的连支,其余为树支。
2.网孔电流法(1)网孔是最简单的回路,即不含任何支路的回路。
网孔数=独立回路数=b-n+1。
网孔电流法是以网孔电流为未知量,根据KVL对全部网孔列出方程求解。
(2)网孔电流法解题步骤①局部调整电路,当电路中含有电流源和电阻的并联组合时,可转化为电压源和电阻的串联组合;②选取网孔电流,指定网孔电流的参考方向;③依据KVL列写网孔电流方程,自阻总为正,互阻视流过的网孔电流方向而定,两电路同向取“+”,异向取“-”。
第三章 电阻电路的一般分析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 和电路的拓扑约束特性(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回路方程组,从中解岀所要求的电流、电压、功率等。
方程 分析法的特点是:(1 )具有普遍适用性,即无论线性和非线性电路都适用;(2)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,熟练运用支路法、回路法和结点电压法的“方程通式”写岀支路电流方 程、回路方程和结点电压方程,并加以求解。
3-1在一下两种情况下,画出图示电路的图,并说明其节点数和支路数 (1每个元件作为一条支路处理; (2电压源(独立或受控)和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。
解:(1每个元件作为一条支路处理时,图(a 和(b 所图(a1中节点数.',支路数图(b1中节点数’ ,支路数 -(2电压源和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理时,图 图分别为题解图(a2和(b2。
(a 和图(b 所示电路的图(a2中节点数■' ■",支路数图(b2中节点数■■-■'■,支路数--示电路的图分别为题解 3-1 图(a1 和(b13-2指出题3-1中两种情况下,KCL,KVL 独立方程数各为多少?解:题3- 1中的图(a 电路,在两种情况下,独立的 KCL 方程数分别为(1 , 丨 ' :(2独立的KVL 方程数分别为(1 • ■ I (2 ';■打-■讣, '图(b 电路在两种情况下,独立的 KCL 方程数为独立的KVL 方程数分别为(1 • ; - (2 ■■- C - I 寸 - . .?3-3对题图(a 和(b 所示-,各画出4个不同的树,树支数各为多少?解:一个连通图 '的树-是这样定义的:(1■包含|的全部结点和部分支路;(2 ■■本身是连通的且又不包含回路。
第三章 电阻电路的一般分析一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错).1. 利用节点KCL方程求解某一支路电流时,若改变接在同一节点所有其它已知支路电流的参考方向,将使求得的结果有符号的差别。
[×] .2. 列写KVL方程时,每次一定要包含一条新支路才能保证方程的独立性。
[√] .3. 若电路有n个节点,按不同节点列写的n-1个KCL方程必然相互独立。
[√] .4. 如图所示电路中,节点A的方程为: (1/R 1 +1/ R 2 +1/ R 3)U =I S +US /R 3 [×]解:关键点:先等效,后列方程。
图A 的等效电路如图B :节点A的方程应为: 332)11(R U I U R R S S A +=+ .5. 在如图所示电路中, 有 12232/1/1/S S A I U R U R R +=+ [√]解:图A 的等效电路如图B :.6. 如图所示电路,节点方程为:12311()S S G G G U GU I ++-=; 3231S G U G U I -=; 13110GU GU -=. [×]解:图A 的等效电路如图B :S S U G I U G G 1121)(+=+.7. 如图所示电路中,有四个独立回路。
各回路电流的取向如图示, 则可解得各回路 电流为: I1=1A;I2=2A; I3=3A;I4=4A。
[×] 解:;11A I = ;22A I =;33A I = ;7344A I =+=二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论).1.对如图所示电路,下列各式求支路电流正确的是 C_。
(A) 12112E E I R R -=+; (B) 222E I R =(C) AB L LUI R =.2. 若网络有b 条支路、n 个节点,其独立KCL方程有_C_个,独立KVL方程有_D__个,共计为_A_个方程。