凡是能夠用電阻串、並聯等效變換公式將電路化簡、並且用歐姆定律求解的電路都是簡單電路;反之,則為複雜電路。複雜電路的分析與計算的主要內容是:給定網路的結構、電源及元件的引數,要求計算出網路裡各個支路的電流及電壓、還有時要計算電源或電阻元件的功率。
不管實際電路如何複雜,它都是由節點和迴路組成的,它的各支路電流、各部份電壓之間必定遵循基爾霍夫的兩個定律。而對於一段線性電阻電路來說,其電流和端電壓之間必定符合歐姆定律。所以我們分析與計算線性網路的理論基礎和基本工具是基爾霍夫定律和歐姆定律。
支路電流法是以支路電流為未知量,根據KCL和KVL列出電路中結點電流方程及迴路電壓方程,然後聯立求解,計算出各支路電流。
下面就以上圖所示電路為例,說明支路電流法的要點。然後,再透過演算,總結出支路電流法的解題步驟。
一、寫KCL、KVL方程,聯立求解
上圖所示電路不屬於電阻的串、並聯電路,不可能用串、並聯等效化簡的方法求解。
這個複雜電路有兩個結點a和b,三條支路,兩個網孔。
為應用KCL和KVL,需先假定所求量I、I0和U的參考方向,並標註於圖中。然後,列結點的KCL方程:
結點a I0 = IS + I
結點b IS + I= I0
注意到這兩個結點電流方程是完全一樣的,即其中只有一個方程是獨立的,一般地說,對具有n個結點的電路,應用KCL電流定律只能得到(n-1)個獨立方程。
列KVL方程:繞行方向取順時針方向,並於圖中標出。
aR0bIsa迴路
a US RbROa迴路
事實上,在圖中還有另外一個迴路aUsRbIsa,取順時針繞行方向,其KVL方程為
-IR-U = US
但是,上述三個迴路電壓方程只有兩個是獨立的,第三個方程可以由前二個方程相加得到,是不獨立的,所以也無需列出。一般地說,對具有n個結點b條支路的電路,應用KVL電壓定律可以得到[b-(n-1)]個獨立方程。
凡是能夠用電阻串、並聯等效變換公式將電路化簡、並且用歐姆定律求解的電路都是簡單電路;反之,則為複雜電路。複雜電路的分析與計算的主要內容是:給定網路的結構、電源及元件的引數,要求計算出網路裡各個支路的電流及電壓、還有時要計算電源或電阻元件的功率。
不管實際電路如何複雜,它都是由節點和迴路組成的,它的各支路電流、各部份電壓之間必定遵循基爾霍夫的兩個定律。而對於一段線性電阻電路來說,其電流和端電壓之間必定符合歐姆定律。所以我們分析與計算線性網路的理論基礎和基本工具是基爾霍夫定律和歐姆定律。
支路電流法是以支路電流為未知量,根據KCL和KVL列出電路中結點電流方程及迴路電壓方程,然後聯立求解,計算出各支路電流。
下面就以上圖所示電路為例,說明支路電流法的要點。然後,再透過演算,總結出支路電流法的解題步驟。
一、寫KCL、KVL方程,聯立求解
上圖所示電路不屬於電阻的串、並聯電路,不可能用串、並聯等效化簡的方法求解。
這個複雜電路有兩個結點a和b,三條支路,兩個網孔。
為應用KCL和KVL,需先假定所求量I、I0和U的參考方向,並標註於圖中。然後,列結點的KCL方程:
結點a I0 = IS + I
結點b IS + I= I0
注意到這兩個結點電流方程是完全一樣的,即其中只有一個方程是獨立的,一般地說,對具有n個結點的電路,應用KCL電流定律只能得到(n-1)個獨立方程。
列KVL方程:繞行方向取順時針方向,並於圖中標出。
aR0bIsa迴路
a US RbROa迴路
事實上,在圖中還有另外一個迴路aUsRbIsa,取順時針繞行方向,其KVL方程為
-IR-U = US
但是,上述三個迴路電壓方程只有兩個是獨立的,第三個方程可以由前二個方程相加得到,是不獨立的,所以也無需列出。一般地說,對具有n個結點b條支路的電路,應用KVL電壓定律可以得到[b-(n-1)]個獨立方程。