第二章电路控制分析
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节点、回路、支路分析法:1、如下图所示,应用节点电压法计算。
已知U s 1=60V ,U s 2=40V ,R 1=6Ω,23456Ω,求I 1,I 2,I 3,I 4,I 5,I 6的值。
解:114432111111R U U R U R R R R s b a =-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++ 6246541111R U U R U R R R s a b =-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++ U a =U b =24V ;I 1=6A ;I 2=2A ;I 3=4A ;I 4=0A ;I 5=4A ;I 6=-4A ;2、求下图电路的电压U.解:利用戴维南等效做,先求ab 两端开路电压:只有24V 的电压源工作时: U ‘ab =24/(6+3)=8V ; 只有4A 的电流源工作时: U ‘‘ab =4×4=16V ; U ab = U ‘ab +U ‘‘ab =24V ; 等效电阻R 0=6Ω;U= U ab /(6+2)×2=6V3、计算下图电路中的电压U 1与U 2.解:U 1=8×[4+(6//3)]/[18+4+(6//3)] ×18=36V; U 2=8×18/[18×4+(6//3)] ×3=12V .4、已知下图电路的回路方程为2I 1+I 2=4V 和4I 2=8V ,式中各电流的单位为安培。
求:(1) 各元件的参数;(2) 各电压源供出的功率;(3) 改变U s1和U s2的值,使各电阻的功率增加一倍。
解:(1)1+ R 3)I 1+R 3I 2+k U 1=Us 1 1+ R 3-k R 1)I 1+R 3I 2 =Us 1-k Us 1R 3I 1 + (R 2+ R 3)I 2+k U 1=Us 2U 1=Us 1- R 1I 1 3-k R 1) I 1+ (R 2+ R 3)I 2+k U 1=Us 2-k Us 1R 1=2Ω, R 2=3Ω, R 3=1Ω, Us 1=8V , Us 1=12V , k =0.5 (2)求解方程式,得到:I 1=1A, I 2=2A ,计算各电源功率:Us 1:P 1= Us 1 I 1=8W ; (发出) Us 2:P 2= Us 2 I 2=24W ; (发出) Ucs :Pcs= Ucs (I 1+I 2)=9W ;(吸收) (3)各电源增加2倍,则各电阻上的电流相应增加2倍,即可实现目的。
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。