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直流電路分析方法總結
總結是把一定階段內的有關情況分析研究,做出有指導性的經驗方法以及結論的書面材料,它可以給我們下一階段的學習和工作生活做指導,讓我們好好寫一份總結吧。那么總結有什么格式呢?以下是小編為大家整理的直流電路分析方法總結,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。
解決復雜直流電路問題的基本依據是兩類約束:第一約束是拓撲約束——基爾霍夫定律(節(jié)點電流定律——KCL與回路電壓定律KVL),第二約束是元件約束——電阻元件、電源元件及受控元件的伏安關系(VCR)。
同一電路可用不同的分析方法,計算出同一結果。例如支路電流法——是以支路電流為變量,列寫出電路的KCL與KVL方程組,最后求解聯(lián)立方程得到電路的各支路電流及其電壓。與此相應,還有支路電壓法。這兩種方法共同的不足之處是:當電路的支路數目較多時,列寫方程和求解聯(lián)立方程都比較繁瑣,而且容易出錯。采用節(jié)點分析法與網孔分析法,可減少分析、計算電路所需獨立方程的數目,而且具有普遍的適用性;而使用疊加定理與戴維南定理,可簡化電路的分析、計算,F談談運用“節(jié)點分析法、網孔分析法和疊加定理、戴維南定理”的方法:
1、節(jié)點電壓分析法
第一,要掌握“節(jié)點電壓分析法”,必須理清如下幾個概念:“節(jié)點”、“節(jié)點電壓”、“自電阻”與“互電阻”
第二,掌握“節(jié)點電壓法”的解題步驟:
1)對于n個節(jié)點的電路,選定參考節(jié)點(并用接地符號標志),標出其余(n—1)個獨立節(jié)點的符號;
2)對于(n—1)個獨立節(jié)點,以節(jié)點電壓為未知量,列出節(jié)點電壓表示的每個節(jié)點電流方程;其中列寫用節(jié)點電壓表示的節(jié)點電流方程的規(guī)律可歸納如下:本節(jié)點的節(jié)點電壓×本節(jié)點所有自電導之和+相鄰節(jié)點的節(jié)點電壓×本節(jié)點與相鄰節(jié)點間所有互電導之和=本節(jié)點所有有源支路的電流源的代數和。(其中:電流源IS流入為正,流出為負;而電壓源uS必須轉換為電流源IS)。
3)將所列的節(jié)點電流方程聯(lián)立成方程組,求解得到(n—1)個節(jié)點電壓;
4)用節(jié)點電壓表示求出各支路電流(支路兩端的節(jié)點電壓之差除以該支路上的電阻)。
2、網孔電流分析法
第一、要掌握“網孔電流分析法”,必須理清如下幾個概念:“網孔”、“獨立回路”。
第二、掌握“網孔電流分析法”的解題步驟:
1)選定網孔,確定其繞行方向,并在電路圖上標明網孔電流及其參考方向。網孔數l=b—(n—1),其中b為支路數,n為節(jié)點數。若全部網孔電流均選為順時針(或反時針)方向,則網孔方程的全部互電阻項均取負號。其實,自阻為正時,互阻的正負取決于流過互阻的兩個相關網孔電流方向是否一致,若一致為正,反之為負。
2)對于l個網孔,以網孔電流為未知量,列出網孔電流表示的各回路電壓KVL方程;其中列寫用網孔電流表示的各回路電壓方程的規(guī)律可歸納如下:
本網孔的網孔電流×本網孔所有自電阻之和+相鄰網孔的網孔電流×本網孔與相鄰網孔間所有互電阻之和=本網孔所有電壓源的電壓代數和。(其中:電壓源的電壓US的方向與網孔電流一致時為正,相反為負)
3)將所列的回路電壓方程聯(lián)立成方程組,求解得到l個網孔電流;
4)用網孔電流表示求出各支路電流,VCR方程,求得各支路電壓。
3、疊加定理
只要是一個線性電路,當它有多個電源共同作用時,多個電源在電路中產生的響應,均可看作是各個電源單獨作用下在電路中產生的響應的疊加。
第一、要掌握“疊加定理”,必須理清如下幾個概念:“線性電路”、“線性元件”。
第二、掌握“疊加定理”的解題步驟:
1)分清該電路是否屬于線性電路,并數清該電路的作用電源數及在圖上標出各支路電流;
2)然后由各個電源單獨作用時,求出各支路電流,并分別在圖上標出;
3)各支路電流等于各個電源單獨作用時各支路電流的代數和。
4、戴維南定理
第一、要掌握“戴維南定理”,必須理清如下幾個概念:“單口網絡”、“二端網絡”、“有源二端網絡”、“無源二端網絡”。
第二、掌握“戴維南定理”的解題步驟:
1)將電路分為一個有源二端網絡與待求支路兩部分,并將待求支路斷開,求有源二端網絡的開路電壓Uab;
2)將有源二端網絡的所有電源置零處理(理想電壓源US短路處理,理想電流源Is開路處理),使有源二端網絡端成為一個無源二端網絡,然后應用電阻的串、并聯(lián)公式或Y、Δ變換求出無源二端網絡的入端電阻R入,等效為開路電阻Rab;
3)將有源二端網絡的開路電壓Uab作為等效電源的電壓US,開路電阻Rab作為等效電壓源的內阻RS,用US和RS相串聯(lián)組成戴維南等效電路,代替原來有源二端網絡,然后接上待求支路,利用歐姆定律可求出待求支路上的電流及其電壓。
總之,對于同一電路,可用不同的分析方法,得出相同的結果。掌握好分析電路的方法和基本定理,可讓我們更熟練應用于各種電路的分析、列寫電流與電壓方程、計算出電路各支路的電壓與電流,達到學習電路分析的目的。
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