第三章之回路电流法
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【电工基础】回路电流法回路电流法是在支路电流法的基础上发展得来的,是分析和计算复杂电路常用的一种方法。
回路(网孔)电流法为了求解方便,我们考虑若以回路电流为未知量,是不是就可以大大减少了方程数量,避免求解繁琐呢?1、回路电流法:在电路中确定出全部独立回路,以回路电流为未知数,根据基尔霍夫电压定律列出含有回路电流的回路电压方程,然后求解出各回路电流,而各支路电流等于该支路内所通过的回路电流的代数和。
(1)确定独立回路,并设定回路绕行方向。
独立回路是指每次所选定的回路中至少要包含一条新支路,即其他支路未曾用过的支路。
如图5所示,设定顺时针方向为独立回路电流的绕行方向。
(2)列以回路电流为未知量的回路电压方程。
注意:①若某一电阻上有两个或两个以上独立回路电流流过时,该电阻上的电压必须写成两个或两个以上回路电流与电阻乘积的代数和。
而且要特别注意正、负符号的确定,以自身回路电流方向为准。
即自身回路电流与该电阻的乘积取正,如图5回路A中,R5上的压降为IAR5,取正。
而另一回路电流的方向与自身回路电流方向相同时,取正,相反时取负,如图5回路A中,IA和IC反向,此时IC在R5上的压降为ICR5,取负。
②若回路中含有按照以上原则,用回路电流法可列方程(3)解方程求回路电流将已知数据代入方程,可求得各回路电流IA、IB、IC(4)求各支路电流。
支路电流等于流经该支路的各回路电流的代数和。
此时需注意的是电流方向问题,要以支路电流方向为参考,即若回路电流方向和支路电流方向一致,则取正,相反则取负。
如图5中,各支路电流:(5)进行验算。
验算时,选外围回路列KVL方程验证。
若代入数据,回路电压之和为0,则说明以上数据正确。
根据以上步骤,我们发现一个特点,解题的关键是第一步,确定独立回路,选择新的未曾使用过的独立回路,这个比较容易重复,那么如果我们选择网孔作为独立回路,是不是就不会有这样一个问题了呢?网孔是回路的特例,它是独立的。
回路电流法求解电路的步骤
回路电流法是一种用于解决电路中复杂电流关系的方法。
以下是使用回路电流法求解电路的步骤:
1. 标记电路中的节点:在电路图上标记出所有的节点。
节点是电路中连接两个或多个元件的点。
2. 选择一个参考节点:选择一个节点作为参考节点,通常选择地节点或者电源负极作为参考节点。
3. 为每个节点设置未知电流:对于每个节点,设置一个未知电流。
这些未知电流将用于描述电路中所有元件的电流。
4. 建立节点电流方程:对于每个节点,根据基尔霍夫电流定律,建立一个节点电流方程。
节点电流方程是该节点所有进入和离开的电流之和等于零的方程。
5. 建立电压方程:根据基尔霍夫电压定律,在电路中的每个回路上建立一个电压方程。
电压方程是该回路中所有电压源、电阻和电流源的电压之和等于零的方程。
6. 解方程:将节点电流方程和电压方程组合起来,形成一个包含未知电流的方程组。
解这个方程组,可以得到未知电流的值。
7. 计算所需的电流和电压:根据计算得到的未知电流,可以计算其他电流和电压的值。
8. 验证解的正确性:将计算得到的电流和电压代入节点电流方程和电压方程中,验证方程是否成立。
如果方程成立,则说明解是正确的。
9. 绘制电流方向:根据计算得到的电流值,为电路中的每个支路绘制电流方向。
电流方向可以通过选取参考方向和参考极性进行判断。
通过以上的步骤,可以使用回路电流法求解电路中各元件的电流和电压。