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第二章电路的分析方法电路分析是指在已知电路构和元件参数的情况下，求出某些支路的电压、电流。
分析和计算电路可以应用欧姆定律和基尔霍夫定律，但往往由于电路复杂，计算手续十分繁琐。
为此，要根据电路的构特点去寻找分析和计算的简便方法。
2．1 支路电流法支路电流法是分析复杂电路的的基本方法。
它以各支路电流为待求的未知量，应用基尔霍夫定律（KCL 和KVL ）和欧姆定律对结点、回路分别列出电流、电压方程，然后解出各支路电流。
下面通过具体实例说明支路电流法的求解规律。
例2-1】试用支路电流法求如图2-1 所示电路中各支路电流。
已知U S1 130V ，U S2 117V ，R1 1 ，R2 0.6 ，R 24 。
【解】该电路有3 条支路（b=3），2个结点（n=2）,3 个回路（L=3 ）。
先假定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向如图所示。
因为有3 条支路则有3 个未知电流，需列出3 个独立方程，才能解得3个未知量。
根据KCL 分别对点A、B 列出的方程实际上是相同的，即结点A、B 中只有一个结点电流方程是独立的，因此对具有两个结点的电路，只能列出一个独立的KCL 方程。
再应用KVL 列回路电压方程，每一个方程中至少要包含一条未曾使用过的支路（即没有列过方程的支路）的电流或电压，因此只能列出两个独立的回路电压方程。
根据以上分析，可列出3 个独立方程如下：结点A I1 I2 I 0回路ⅠI1R1 I2R2 U S1 U S2回路ⅡI2 R2 IR U S2I1 10A， I2 5A， I=5A 联立以上3 个方程求解，代入数据解得支路电流通过以上实例可以总出支路电流法的解题步骤是：1．假定各支路电流的参考方向，若有n个点，根据KCL 列出（n－１）个结点电流方程。
２．若有b 条支路，根据KVL 列（b－n＋１）个回路电压方程。
为了计算方便，通常选网孔作为回路。
5 3．解方程组，求出支路电流。
【例 2-2】如图 2-2 所示电路，用支路电流法求各支路电流。
第二章 电路分析方法【引言】①电路分析是指在已知电路结构和元件参数的条件下，确定各部分电压与电流之间的关系。
②电路按结构形式分③分析和计算电路原则上可以应用欧姆定律和基尔霍夫定律解决，但往往由于电路复杂，计算手续十分繁琐，还需用到一些其他方法，以简化计算。
本章介绍三种最常用的电路分析方法：支路电流法、叠加定理和戴维宁定理。
学习目的和要求1．掌握用支路电流法分析电路的方法。
2. 掌握用叠加定理分析电路的方法 3. 掌握用戴维南定理分析电路的方法。
2-1 支路电流法【讲授】计算复杂电路的各种方法中，最基本的方法是支路电流法。
一、内容：以支路电流为待求量，利用基尔霍夫两条定律，列出电路的方程式，从而解出支路电流。
【说明】因基尔霍夫定律适用于任何电路，故支路电流法是分析复杂电路的一种最基本方法，可以在不改变电路结构的情况下求解任何电路。
〔例2-1-1〕试用支路电流法求例1-2-3的两台直流发电机并联电路中的负载电流I 及每台发电机的输出电流I 1和I 2。
图2-1-1简单电路——单回路电路。
用欧姆定律即可解决。
复杂电路——不能用串并联的方法将多个回路化简为单回路的电路〔解〕（1）假定各支路电流的参考方向如图2-1-1所示。
根据基尔霍夫电流定律列出结点电流方程。
对于结点A 有 I 1+I 2－I =0 （1） 对于结点B 有 －I 1－I 2+I =0【说明】①这两个方程中只有一个是独立的。
另一个可由②一个独立的电流方程中至少应包含一个在其它方程中没有出现过的新支路电流。
一般情况下，如果电路有n个结点，则按基尔霍夫电流定律列出的独立方程数为n-1。
至于选那几个结点列方程，则是任意的。
③本例中选结点A的电流方程作为独立方程，把它记作式（1）。
（2）根据基尔霍夫电压定律，列出回路的电压方程。
对于回路Ⅰ有I1R1－I2R2+U S2－U S1=0 （2）对于回路Ⅱ有I2R2+IR－U S2=0 （3）本例中共有三条支路，也就是有三个待求电流I1、I2和I，因而有三个方程即可求解。
第二章实际电路分析及修改
1、1高低通放大器部分
IC1使用廉价的通用四运放LM324，用其中两个运放组成高、低放大器。
按图2所示参数计算得到，第一级放大器增益为：Av1=R6/R4=220，第二级放大器增益为：Av2=R10/R9=270，总放大增益为：Av=220*270=59400=95.5dB.我们知道，在运算放大电路中，放大倍数一般不宜取得太大，否则容易引起输出端波形失真且导致电路自激振荡。
故将R6改为200千欧，将R10改为1兆欧，此时的总增益为Av=20*100=2000=66dB,比较符合实际应用，能保证电路工作可靠。
1、2电压比较器部分
LM324 另外两个运放组成电压比较检测窗口，由R3、R5和R7、R8将高、低通放大器的（3）脚和（5）脚均设置为1/2Vcc，即3V。
当红外传感器检测到人体的活动，其产生的微弱电压信号经过放大，传送到LM324的（10）脚和（13）脚时，用示波器可以检测到峰值约为5V的正弦波，那么无论是信号的正半周还是负半周，两个比较器中必有一个输出为低电平，使IC2的（2）脚由高电平跳成低电平，以便控制延时电路工作。
而当红外传感器没有检测到人活动时，由静态电路可知，该3V直流信号同时加到LM324的（10）脚、（13）脚，又知道R11、R12、R13将窗口电压上、下限设置为3.4V和2.6V，即（9）脚偏置为3.4V，（12）脚偏置为2.6V。
此时，电压比较器输出端（8）、（14）均为低电平，而IC2的（2）脚原来经R14上拉电阻设置为高电平，则VD1、VD2都导通，将IC2D (2)脚钳位成低电平，在图2电路中，NE555为单稳态触发器，（2）脚一旦有下降沿脉冲触发，则定时器就工作，3脚就输出高电平。
既然没有检测到人体活动，何以末端能输出高电平，从而驱动后级的继电器等电路单元一
直工作？所以电路工作不正常。
修改电压比较器部分后的电路如图3所示。
将两个二极管倒个方向，在其后加一个开关三极管，以它的输出来控制延时电路。
静态时，LM324的（8）、（14）均为低电平，开关管截止，IC2的(2)脚仍为高电平，延时电路不工作。
当红外传感器检测到人的活动，在输入信号的正半周时，（13）脚的电平高于（12）脚所加的2.6V比较电压，下比较器由（14）脚输出低电平，VD2截止，此时由于（10）脚电平高于（9）脚，上比较器输出高电平，VD1导通，其高电平使得开关管饱和导通，将IC2的(2)脚拉成低电平，致使延时电路工作。
在信号负半周时，上、下比较器输出电平刚好相反，即（8）脚输出低电平，(14)脚输出高电平，VD2导通。
可见，只要传感器检测到人体活动，无论是信号的正半轴还是负半周，两个比较器中必有一个输出为高电平，通过开关三极管从而控制延时电路工作。
1.4 延时电路
延时电路IC2使用单时基电路NE555，延时时间t=1.1R16*C8约等于60s。
其作用有二。
一是为自己离开检测区时提供一段非报警延迟时间，二是在自己进入检测区后提供管断检测器所需时间。
延时电路工作时，输出的高电平或接通报警器电源进行报警；或使继电器吸合。
继电器工作后可控制较大的继电器以接通电磁阀、小电动机等工控系统的执行电路。
1.5 执行电路
IC2的（2）脚在无触发信号输入的静态时保持高电平，当有检测信号时，其出现下降沿，使得NE555（3）脚输出高电平控制信号，可驱动电磁继电器、固态继电器、光耦合器、双向可控硅及模拟电子开关等工作。
以自动照明电路为例，设计的执行电路如图4.OUT输出高电平时，其后的三极管饱和导通，发射极变为高电平，继电器动作，常开开关吸合，照明灯接通
电源后就亮。
当然，要用于自动门、自动电梯等，后面还要接电动机。
在应用中应注意的问题：
1、首先要正确判别传感器的几个端子。
管脚朝自己，顺时针为D、S、
E、；D端接正电源，E端接地，S端输出正弦信号送往高、低通放大器。
2、高、低通放大器，一般要求总放大增益为65dB左右比较合适，否则
红外线传感器探测距离及反映灵敏度就要打打折扣了。
3、在继电器线圈两端要并接一个续流二极管。
正常工作时，线圈上的
对于上正下负，二极管截至，对电路没影响。
而在继电器吸合到断开的瞬间，与继电器并联的二极管使继电器线圈在断电瞬间产生的反电势有一泄放电路，可防止继电器的驱动晶体管为该反电势击穿。
