电路分析基础节点法
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《电路分析基础》知识归纳一、基本概念1.电路:若干电气设备或器件按照一定方式组合起来,构成电流的通路。
2.电路功能:一是实现电能的传输、分配和转换;二是实现信号的传递与处理。
3.集总参数电路近似实际电路需满足的条件:实际电路的几何尺寸l(长度)远小于电路正常工作频率所对应的电磁波的波长λ,即l 。
4.电流的方向:正电荷运动的方向。
5.关联参考方向:电流的参考方向与电压降的参考方向一致。
6.支路:由一个电路元件或多个电路元件串联构成电路的一个分支。
7.节点:电路中三条或三条以上支路连接点。
8.回路:电路中由若干支路构成的任一闭合路径。
9.网孔:对于平面电路而言,其内部不包含支路的回路。
10.拓扑约束:电路中所有连接在同一节点的各支路电流之间要受到基尔霍夫电流定律的约束,任一回路的各支路(元件)电压之间要受到基尔霍夫电压定律约束,这种约束关系与电路元件的特性无关,只取决于元件的互联方式。
U(直流电压源)或是一定的时间11.理想电压源:是一个二端元件,其端电压为一恒定值Su t,与流过它的电流(端电流)无关。
函数()S12.理想电流源是一个二端元件,其输出电流为一恒定值I(直流电流源)或是一定的时间Si t,与端电压无关。
函数()S13.激励:以电压或电流形式向电路输入的能量或信号称为激励信号,简称为激励。
14.响应:经过电路传输处理后的输出信号叫做响应信号,简称响应。
15.受控源:在电子电路中,电源的电压或电流不由其自身决定,而是受到同一电路中其它支路的电压或电流的控制。
16.受控源的四种类型:电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源。
17.电位:单位正电荷处在一定位置上所具有的电场能量之值。
在电力工程中,通常选大地为参考点,认为大地的电位为零。
电路中某点的电位就是该点对参考点的电压。
18.单口电路:对外只有两个端钮的电路,进出这两个端钮的电流为同一电流。
19.单口电路等效:如果一个单口电路N1和另一个单口电路N2端口的伏安关系完全相同,则这两个单口电路对端口以外的电路而言是等效的,可进行互换。
电路节点法电路节点法是电路分析的常用方法之一。
在电路中,节点是指连接两个或多个电路元件的交点或连接点。
节点法将电路中的各个节点作为分析的基本单位,通过对节点处的电流和电压进行分析,从而得到电路的各个参数。
在电路节点法中,首先需要确定电路中的节点数目。
通常情况下,电路的节点数目等于电路中的交点或连接点的数目。
确定节点数目后,将每个节点进行编号。
编号的方法可以根据实际情况进行选择,通常可以按照电路的拓扑结构进行编号。
在分析电路时,首先需要根据电路中的元件和电源确定每个节点处的电流和电压。
为了方便分析,可以选择一个节点作为参考节点,将其电压定义为0V。
其他节点的电压则可以通过相对于参考节点的电压来表示。
在确定节点处的电流和电压后,可以根据基尔霍夫定律进行电路分析。
基尔霍夫定律是电路分析中的重要原理,它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,电路中流入节点的电流等于流出节点的电流之和;基尔霍夫电压定律指出,电路中沿闭合回路的电压之和等于零。
利用基尔霍夫定律,可以建立节点方程。
节点方程是通过对每个节点应用基尔霍夫电流定律得到的方程。
节点方程的数目等于电路的节点数目减去1。
通过求解节点方程,可以得到电路中各个节点的电压。
除了基尔霍夫定律,电路节点法还可以应用欧姆定律、功率定律等原理进行电路分析。
欧姆定律指出,电阻的电流与电压成正比;功率定律指出,电路中的功率等于电流乘以电压。
在应用电路节点法进行电路分析时,还需要注意一些常见问题。
首先,需要选择合适的参考节点,以便简化计算。
其次,需要注意节点方程的建立和求解方法,确保结果的准确性。
另外,还需要考虑电路中的电源和元件的特性,以便进行合理的假设和分析。
电路节点法是一种常用的电路分析方法,通过对电路中节点处的电流和电压进行分析,可以得到电路的各个参数。
在应用电路节点法时,需要注意选择合适的参考节点、建立准确的节点方程、应用基尔霍夫定律等原理,并考虑电路中的电源和元件的特性。
“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..是通过这个例子;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节点为一组;所以根据“小鲍定律二”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;所我们可以说:电压表测量的是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;么下面我们用“节点法”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..。
第3章 电阻电路的一般分析 61思考与练习3-4-1哪些电路适于用回路电流法? 3-4-2如何选择树? 3-4-3电路中含有电流源或者受控源时,用回路电流法分析电路时如何处理? 3-4-4 与支路电流法相比,回路电流法为什么可以省去(n −1)个方程?3.5 节点电压法一、基本的节点电压法当电路的支路数较多,而节点数较少时,采用节点电压法分析电路最为简便。
节点电压法是以独立节点的节点电压作为独立变量,根据KCL 列出关于节点电压的电路方程进行求解的方法,也是建立在支路电流法分析基础上的一种较为简单的分析方法。
以图3-15所示电路为例,推导两个节点、多条支路的节点电压公式。
在一个含b 条支路、n 个节点的电路中,任选一个节点作为参考节点,其他节点(称为独立节点)与参考节点之间的电压称为节点电压。
可见共有(n −1)个节点电压,并且一般规定各节点电压的极性以参考节点为“−”,非参考节点(称为独立节点)为“+”。
在图3-15所示电路中选择节点4为参考节点,则其余3个节点电压分别为U n 1、U n 2、U n 3。
依次对①~③各独立节点列写KCL 方程得15S 1233451+=02++=0 3+=0I I I I I I I I I -⎧⎪-⎨⎪--⎩节点:节点:节点: 由元件的VCR ,把支路电流用节点电压表示,代入KCL 方程得112513S 11222323323435131()()02()()03()()0n n n n n n n n n n n n n n G U U G U U I G U U G U G U U G U U G U G U U -+--=⎧⎪--++-=⎨⎪--+--=⎩节点:节点:节点:整理成标准形式为 1511253S 11123233513234531 ()2 ()03 ()0n n n n n n n n n G G U GU G U I GU G G G U G U G U G U G G G U +--=⎧⎪-+++-=⎨⎪--+++=⎩节点:节点:节点:具有3个独立节点的电路的节点电压方程的一般形式为 111122133S11211222233S22311322333S33n n n n n n n n n G U G U G U I G U G U G U I G U G U G U I ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩图3-15 节点电压法电路分析基础62式中,()ij G i j =称为自电导,为连接到第i 个节点各支路电导之和,值恒正。