节点法分析电路(新)
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电路分析网孔分析法和节点分析电路分析是电路理论和实际电路设计中的重要部分。
在电路分析中,有两种主要的方法,即网孔分析法和节点分析法。
本文将详细介绍这两种方法,并从理论和实践两个层面对这两种方法进行比较和对比。
首先,我们来看网孔分析法。
网孔分析法是通过将电路划分为若干个网孔来进行分析的方法。
网孔是由电路元件组成的闭合路径。
在网孔分析法中,我们可以根据基尔霍夫定律和欧姆定律,得到各个网孔中的电流和电压之间的关系。
通过解这些方程,我们可以得到电路中各个元件的电流和电压。
相对而言,网孔分析法适用于复杂的电路,因为通过合理划分网孔,可以降低计算复杂度。
其次,我们来看节点分析法。
节点分析法是通过将电路划分为若干个节点来进行分析的方法。
节点是电路中的交叉点或连接点。
在节点分析法中,我们可以根据基尔霍夫定律和欧姆定律,得到各个节点的电流和电压之间的关系。
通过解这些方程,我们可以得到电路中各个元件的电流和电压。
相对而言,节点分析法适用于简单的电路,因为节点分析法只需要解线性方程组,计算较为简单。
接下来,我们比较和对比这两种分析方法。
首先,网孔分析法和节点分析法都是基于基尔霍夫定律和欧姆定律进行分析的。
这两个定律是电路分析的基础,无论是网孔分析法还是节点分析法,都离不开这两个定律。
其次,网孔分析法和节点分析法在计算复杂度上有所不同。
网孔分析法需要对每个网孔进行分析和计算,所以在实际应用中可能需要解较多的方程,计算复杂度较高。
而节点分析法只需要解线性方程组,所以计算复杂度相对较低。
因此,网孔分析法适用于复杂的电路,而节点分析法适用于简单的电路。
最后,网孔分析法和节点分析法在电路分析结果的表示上有所不同。
在网孔分析法中,我们通常会得到各个网孔中的电流值,而在节点分析法中,我们通常会得到各个节点的电压值。
所以,在实际应用中,我们可以根据需要选择不同的方法,以得到更加直观和实用的分析结果。
综上所述,网孔分析法和节点分析法都是重要的电路分析方法,在不同的场景下,可以选择不同的方法进行电路分析。
“小鲍课堂”第一讲——“节点法”的使用规则所谓“节点法”,其实是到高中阶段学习完电势等知识的之后运用的电路计算辅分析方法。
在目前阶段,我只是取其中分析电路的部分,用浅显的语言呈现给大家,以下图例:“节点法”的使用法则:1. 一般从电源正极出发开始标节点(一般用数字“1”表示);2. 同一根导线左右两端为同一节点;3. 经过一个用电器(包括灯泡、各种电阻器、电动机等)则更换一个节点,如图中L1左边为节点“1”,右端则换为节点“2”;4. 一定要最优先标直接导线连接的节点。
(所谓“导线最优先”)5. 每个用电器左右两端共有两个节点,如L2,我们记做“L2左右两端为‘2、3’这组节点”※对于第4点“导线最优先”这个问题,以下面电路图为例:注意:在本图中,由于L2左右两端用一根导线连接,应遵从“导线最优先原则”,所以L2为“2、2”这一组节点,而非“2、3”。
从这点可以归纳出“节点法”应用的第一个判定法则:【小鲍第一定律】:假如一个用电器左右两端节点相同的话,则该用电器被短路。
“小鲍课堂”第二讲用“节点法”判断“并联关系”对于电路分析最常见的问题——电路连接方式的判断,运用“节点法”可以说是“又快又准”,下面我们就一起来看看,如何判断电路中的“并联关系”。
首先我们以一个简单的并联电路为例:例1、按照“节点法”使用法则正确地标定出该电路图的节点,我们发现:L1左右两端为“1、2”这一组节点;L2左右两端为“1、2”这一组节点;L3左右两端为“1、2”这一组节点。
三个用电器左右两端为同一组节点,由此我们得出第二个判定法则:【小鲍第二定律】:当我们正确地标出电路图的节点之后,假如用电器两端均为“同一组节点”的话,则这些用电器为“并联关系”。
下面我们看一个比较复杂的电路:例2、判断电路的连接方式:这个可能让很多同学一眼看过去感觉头都大了,其实这个电路图运用“节点法”正确地出节点之后,问题就迎刃而解了:我们发现:每一个用电器均为“1、2”这一组节点,所以四个灯泡为并联关系所以此电路为并联电路。
“小鲍课堂”第一讲——“节点法”的使用规则所谓“节点法”,其实是到高中阶段学习完电势等知识的之后运用的电路计算辅助分析方法。
在目前阶段,我只是取其中分析电路的部分,用浅显的语言呈现给大家,以下图为例:“节点法”的使用法则:1. 一般从电源正极出发开始标节点(一般用数字“1”表示);2. 同一根导线左右两端为同一节点;3. 经过一个用电器(包括灯泡、各种电阻器、电动机等)则更换一个节点,如图中L1左边为节点“1”,右端则换为节点“2”;4. 一定要最优先标直接导线连接的节点。
(所谓“导线最优先”)5. 每个用电器左右两端共有两个节点,如L2,我们记做“L2左右两端为‘2、3’这组节点”※对于第4点“导线最优先”这个问题,以下面电路图为例:注意:在本图中,由于L2左右两端用一根导线连接,应遵从“导线最优先原则”,所以L2为“2、2”这一组节点,而非“2、3”。
从这点可以归纳出“节点法”应用的第一个判定法则:【小鲍第一定律】:假如一个用电器左右两端节点相同的话,则该用电器被短路。
“小鲍课堂”第二讲用“节点法”判断“并联关系”对于电路分析最常见的问题——电路连接方式的判断,运用“节点法”可以说是“又快又准”,下面我们就一起来看看,如何判断电路中的“并联关系”。
首先我们以一个简单的并联电路为例:例1、按照“节点法”使用法则正确地标定出该电路图的节点,我们发现:L1左右两端为“1、2”这一组节点;L2左右两端为“1、2”这一组节点;L3左右两端为“1、2”这一组节点。
三个用电器左右两端为同一组节点,由此我们得出第二个判定法则:【小鲍第二定律】:当我们正确地标出电路图的节点之后,假如用电器两端均为“同一组节点”的话,则这些用电器为“并联关系”。
下面我们看一个比较复杂的电路:例2、判断电路的连接方式:这个可能让很多同学一眼看过去感觉头都大了,其实这个电路图运用“节点法”正确地标出节点之后,问题就迎刃而解了:我们发现:每一个用电器均为“1、2”这一组节点,所以四个灯泡为并联关系,所以此电路为并联电路。
画等效电路图——“节点法”
电路中三条或三条以上支路的汇交点,称为节点.借助节点排列的规范化来作出等效电路的方法,称为节点法.
用节点法画等效电路图具体分为四步:
第一,明确节点;
第二,节点连线,可以合并.如果两个节点之间有一根导线直接相连,而电路图中导线电阻可视为零,故可将两个节点合并,视为一个节点.如图1中S断开时1、2两个节点可视为一
个节点(12),3、4两个节点可视为一个节点(34);
第三,节点依次排列.将各个节点按电位高低,即沿电流流向依次排列在一直线上,如图2所示;
第四,电阻对号入座,将图1中的各个电阻一一取出,
对号接入图2各节点之间,如图3.规范的等效电路即被画出.规范化等效电路画出后,就可以进一步简化电路.由图3知,当S断开时,R2、R3并联后与R4串联,然后再与R1并联.当S闭合时,电路变成如图4所示电路.
图三
图四。
“小鲍课堂”第一讲
——“节点法”的使用规则
所谓“节点法”,其实是到高中阶段学习完电势等知识的之后运用的电路计算辅助
分析方法。
在目前阶段,我只是取其中分析电路的部分,用浅显的语言呈现给大家,以下图为例:
“节点法”的使用法则:
1. 一般从电源正极出发开始标节点(一般用数字“1”表示);
2. 同一根导线左右两端为同一节点;
3. 经过一个用电器(包括灯泡、各种电阻器、电动机等)则更换一个节点,如图中
L1左边为节点“1”,右端则换为节点“2”;
4. 一定要最优先标直接导线连接的节点。
(所谓“导线最优先”)
5. 每个用电器左右两端共有两个节点,如L2,我们记做“L2左右两端为‘2、3’
这组节点”
※对于第4点“导线最优先”这个问题,以下面电路图为例:
注意:在本图中,由于L2左右两端用一根导线连接,应遵从“导线最优先
原则”,所以L2为“2、2”这一组节点,而非“2、3”。
从这点可以归纳出“节点法”应用的第一个判定法则:
【小鲍第一定律】:假如一个用电器左右两端节点相同的话,则该用
电器被短路。
“小鲍课堂”第二讲
用“节点法”判断“并联关系”
对于电路分析最常见的问题——电路连接方式的判断,运用“节点法”可以说是“又快又准”,下面我们就一起来看看,如何判断电路中的“并联关系”。
首先我们以一个简单的并联电路为例:
例1、
按照“节点法”使用法则正确地标定出该电路图的节点,我们发现:
L1左右两端为“1、2”这一组节点;
L2左右两端为“1、2”这一组节点;
L3左右两端为“1、2”这一组节点。
三个用电器左右两端为同一组节点,由此我们得出第二个判定法则:【小鲍第二定律】:当我们正确地标出电路图的节点之后,假如用电器两端均为“同一组节点”的话,则这些用电器为“并联关系”。
下面我们看一个比较复杂的电路:
例2、判断电路的连接方式:
这个可能让很多同学一眼看过去感觉头都大了,其实这个电路图运用“节点法”正确地标出
节点之后,问题就迎刃而解了:
我们发现:每一个用电器均为“1、2”这一组节点,所以四个灯泡为并联关系,所以此电路为并联电路。
“小鲍课堂”第三讲
——用“节点法”判断电压表测量对象对于电压表测量对象判断的问题,运用“节点法”也是颇为有效的。
这类问题的要注意的要点如下:
1.电压表在电路分析时视作断开;
2.电压和谁并联,就测得谁的电压。
下面我们以一个简单的电路介绍如何判断电压表的测量对象:
例1
这是一个非常简单的电路,可以看出电压表和L2并联,所以电压表测量的L2两端的电压。
但是通过这我想说明的是如何运用节点法来判断电压表测量对象,我们一步一步地来分析:
步骤一:
由于电压表在电路分析中看做“断开”,所以先抹去不看,变为了下面这个电路图:
步骤二:
运用“节点法”正确地标出节点:
步骤三:
把电压表放回电路,分析电压表左右两端分别是什么节点(同一根导线左右两端节点相同):
步骤四:
到这一步我们已经完整地标完了节点,我们发现电压表为“2、3”这一组节点,和L2节点为同一组,所鲍定律二”可以得出:电压表和L2并联,所以电压表测的L2两端的电压。
例2、判断下图中的电压表测量对象。
同样地,我们运用“节点法”标出节点:
从上图我们可以看出,电压表和L1、L2、L3甚至是电压均为同一组节点(“1、2”这一组),所以我们可压表测量的是L3的电压,同时也测量的是L1、L2和电源的电压。
下面我们来看一道错误率很高的题目:
例3.
很多同学在判断此图电压表的测量对象的时候,第一反应会认为电压表测量的是L1的电压,那么下面点法”判断一下:
标出节点之后我们发现:电压表和L2为同一组节点,它其实测量的是L2的电压。