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线性电路的一般分析方法—节点电压法一. 书籍. 《国外电子与通信教材系列–电路》–电子工业出版社–2012年2月–第9版–Page (77‥96). 《中国科学院电子信息与通信系列规划教材–电路分析基础》–科学出版社–2006年8月–第1版–Page (49‥60)二. 线性电路的一般分析方法1. 基尔霍夫定律KCL：Kirchhoff’s Current Law基尔霍夫电流定律KVL：Kirchhoff’s V oltage Law基尔霍夫电压定律2. 线性电路的一般分析方法已知线性电路中有n个节点、b条支路，则对于不同的分析方法，所需独立方程的数目见下。
⑴. 2b法，需列出2b个独立方程根据KCL：列写n-1个独立方程；根据KVL：列写b-(n-1)=b-n+1个独立方程。
求得2b个结果：b条支路中的电流、b条支路的两端电压。
⑵. 1b法，需列出b个独立方程a. 支路电流法将支路电压用支路电流表示，代入2b法中的KVL方程；加之支路的KCL方程，则得到以支路电流为电路变量的b个独立方程。
求得b个结果：b条支路中的电流。
b. 支路电压法将支路电流用支路电压表示，代入2b法中的KCL方程；加之支路的KVL方程，则得到以支路电压为电路变量的b个独立方程。
求得b个结果：b条支路的两端电压。
⑶. 节点电压法，需列出n-1个独立方程任意假定某一节点为参考节点（0V），则其余n-1个节点对于参考节点的电压值就称为节点电压，节点电压是一组独立完备的电压变量；将n-1个节点电压作为未知变量，列写出n-1个KCL方程。
求得n-1个结果：n-1个节点对于参考节点（假定为0V）的电压差值。
⑷. 网孔电流法⑸. 回路电流法⑹. 割集分析法3. 平面电路、非平面电路任意的两条支路，除了端点之外均不相交，或者说是在空间上没有上、下交叠关系，这样的电路称为平面电路。
否则，称为非平面电路。
（参照《电路分析基础》Page12）网孔电流法仅适用于平面电路，其它各法对于平面电路、非平面电路均适用。
第三章电阻电路的一般分析◆重点：1、支路法2、节点法3、网孔法和回路法◆难点：1、熟练掌握支路法、网孔法和割集分析法的计算思路，会用这几种方法列写电路方程。
2、熟练地运用节点法和回路法分析计算电路。
3-1 电网络中的基本概念网络图论与矩阵论、计算方法等构成电路的计算机辅助分析的基础。
其中网络图论主要讨论电路分析中的拓扑规律性，从而便于电路方程的列写。
1．支路——Branch流过同一个电流的电路部分为一条支路。
2．节点——node三条或者三条以上支路的汇集称为节点。
4．网络的图——graph节点和支路的集合，称为图，每一条支路的两端都连接到相应的节点上。
6．回路——loop电路中的任意闭合路径，称为回路。
8．网孔——mesh一般是指内网孔。
平面图中自然的“孔”，它所限定的区域不再有支路。
例如：在下图中，支路数6，节点数4，网孔数3，回路数79．树一个连通图G的树T是指G的一个连通子图，它包含G的全部节点，但不含任何回路。
树中的支路称为“树支”——tree branch，图G中不属于T 的其他支路称为“连支”——link，其集合称为“树余”。
一个连通图的树可能存在多种选择方法。
10．基本回路只含一条连支的回路称为单连支回路，它们的总和为一组独立回路，称为“基本回路”。
树一经选定，基本回路唯一地确定下来。
对于平面电路而言，其全部网孔是一组独立回路。
3-2 2B 法与1B 法3.2.1 支路法（2B 法）介绍1．方法概述以支路电压和支路电流作为变量，对节点列写电流（KCL ）方程，对回路列写电压（KVL ）方程，再对各个支路写出其电压电流关系方程，简称支路方程。
从而得到含2b 个变量的2b 个独立方程。
又称为“2b 法”。
2．思路由上述方法可见，“2b 法”实际上清晰地体现了求解电路的两个不可或缺的方面，即电路的解一是要满足网络的拓扑约束，二是要满足电路中各个元件的伏安关系约束。
3．方程结构b 个支路方程，)1(-n 个电流（KCL ）方程，))1((--n b 个电压（KVL ）方程。
电路等效：如果电路N1和电路N2具有完全相同的端口伏安关系，则称N1和N2互为等效电路。
（一）支路电流法：以支路电流为未知量，列出独立的KCL，KVL方程组，解方程以求得各支路的电流，再根据支路特性求得所需要的电压，功率等，这种分析电路的方法称作支路电流法。
解题一般步骤：1.在电路图上标出设定的各支路电流及其参考方向；2.对（n-1)个独立节点，根据KCL列出KCL方程；3.对（b-n+1)个独立回路（一般选网孔），根据KVL列出KVL方程；4.联立列出的KCL和KVL方程，求解出支路电流；（二）网孔电流法：以网孔电流为未知量，根据KVL列出网孔电压方程（∑U=0),再根据已求得的网孔电流与支路电流的关系求解支路电流。
这种分析电路的方法称为网孔电流法。
解题一般步骤：1.首先在电路图中，标出网孔电流及其参考方向。
通常设网孔电流的方向均为顺时针（或逆时针），使网孔方程中互电阻均取“—”号，便于记忆；2.观察电路，直接列出网孔方程；3.求解网孔方程，得到各网孔电流；4.根据支路电流与网孔电流的关系，可求得各支路电流。
支路电流与网孔电流方向相同的取正，方向相反取负；5.由支路的伏安特性，可计算出各支路上的电压；(三）节点电压法：以节点电压为未知量，将各支路电流用节点电压表示，列出（n-1)个KCL 方程，求出各节点电压，进而求得各支路电压，电流和功率，这种分析电路的方法称作节点电压法。
解题一般步骤：1.指定连通电路中任一节点为参考节点，用接地符号表示。
标出各节点电压，其参考方向总是独立节点为“+”，参考节点为“—”；2.标出n个节点，用观察法列出（n-1)个节点方程；3.求解节点方程，得到各节点电压；4.选定支路电流和支路电压的参考方向，计算各支路电流和支路电压；（四）回路分析法：以回路电流为未知量，根据KVL列出独立的回路电压方程，然后联立求得回路电流，进而求出各支路电流，电压和功率，这种分析电路的方法称作回路分析法。
§3-6 割 集 分 析 法一、割集与基本割集1）、割集 割集是支路的集合，它必须满足以下两个条件： （1） 移去该集合中的所有支路，则图被分为两部分。
（2） 当少移去该集合中的任何一条支路，则图仍是连通的。
需要说明的是，在移去支路时，与其相连的结点并不移去。
图G 是一个连通图，如图3－26(a)所示，支路集合{1，5，2}、{1，5，3，6}、{2，5，4，6}均为图G 割集。
将以上割集的支路用虚线表示，分别如图3－26(b)、(c)、(d)所示，不难看出，去掉虚线支路后，各图均被分成了两部分，但是图3－26 图G 及其割集(a)(b)(c)(d)只要少去掉其中的一条虚线支路，图仍然是连通的，故满足割集所要求的条件。
而支路集合{1，5，4，6}、{1，2，3，4，5}不是图G 的割集。
将集合中的支路用虚线表示后如图3－27(a)和(b)所示。
对于图3－27(a)来说，移去支路1、5、4、6后，图虽说被分为两部分（结点①为其中的一部分），但如不移去支路5，图仍被分为两部分；而对于图3－27(b)来说，将支路1、2、3、4、5移去后，图则被分成了三部分，故以上两种支路集合不是割集。
2）、作高斯面确定割集在图G 上作一个高斯面（闭合面），使其包围G 的某些节点，而每条支路只能被闭合面切割一次，去掉与闭合面相切割的支路，图G 将被分为两部分，那么这组支路集合即为图G 的一个割集。
在图G 上画高斯面（闭合面）C 1、C 2、(a)(b)图3－27 非割集说明①②③①②C 3如图3－28所示，对应割集C 1、C 2、C 3的支路集合为{1，5，2}、{1，5，3，6}、{2，5，4，6}。
3）、基本割集基本割集又称单树支割集，即割集中只含一条树支，其余均为连支。
如选支路1、5、3为树支，如图3－29所示，则割集C 1，C 2，C 3为基本割集，基本割集的方向与树支的参考方向一致。
当树选定后，对应的基本割集是唯一确定的。
