电路分析基础 电阻电路分析分析86页PPT
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《电路分析基础》电阻元件
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§1-4 电阻元件
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内容提要
定义 电压电流关系 功率 开路和短路
X
1.定义
任意时刻，二端元件的电压 u 与电流 i 之间存在代
数关系 f (u,i) 0，即为u-i平面上的一条曲线，则称
此二端元件为电阻元件(resistor)。
u
A
i
i
0
i
u
u
0
B
u 常数R 线性电阻 i
u i
f (i) f (u)
非线性电阻
电阻元件是实际电阻器的抽象模型，只反映电阻器
对电流呈现阻力的性能。
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X
2.电压电流关系(VCR)（伏安特性）
线性电阻元件的VCR服从欧姆定律(Ohm’s law)。
u R i （u、i为关联参考方向）
电阻(resistance)：R u i
单位：欧姆()伏(V)/安(A)，k ，M
220V
RT
Hale Waihona Puke 人体对电流的反应RL RL
Physiological reaction
current 人体电阻：体内，皮肤
Barely perceptible
3-5mA
500欧姆
Extreme pain
35-50mA 几十～几百欧姆
Muscle paralysis
50-70mA 安全电流：10mA
Heart stoppage
电导(conductance)：G 1 i G u R
单位：西门子(S) 安(A) /伏(V)
X
2.电压电流关系
伏安特性曲线：在u-i平面(或i-u平面)上绘出的元件的
电路分析基础ppt课件
1.1 电路元件 1.2 基尔霍夫定律 1.3 叠加定理 1.4 等效电源定理 1.5 含受控源电路的分析
27.04.2021
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3
目录
3
电工电子技术
第1章 电路分析基础
本章要求:
1. 理解电压与电流参考方向的意义；
2. 理解电路的基本定律并能正确应用；
3. 了解电路的通路、开路与短路状态，
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电工电子技术
3.电阻元件的功率和能量 在关联参考方向下，电阻元件的功率为
puii2Ru2 单位为瓦特（W） R
从t1到t2的时间内，电阻元件吸收的能量为
w t2 Ri2dt 单位为焦耳（J） t1
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I3
I2
4 U2 2
解： 元件1功率 P 1 U 1 I 1 2 2 0 4W 0 元件2功率 P 2 U 2 I 2 1 ( 0 1 ) 1W 0
元件3功率 P 3 U 3 I 1 ( 1) 0 2 2W 0
元件4功率 P 4 U 2 I 3 1 ( 0 3 ) 3W 0
元件1、2发出功率是电源，元件3、4 吸收功率是负载。上述计算满足ΣP = 0 。
Uab的变化可能是 ___大__小__ 的变化，
或者是 __方__向___的变化。
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例a
Is
RI
Uab=?
_
Us
+
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第1章 电路分析基础
本章要求:
1. 理解电压与电流参考方向的意义；
2. 理解电路的基本定律并能正确应用；
3. 了解电路的通路、开路与短路状态，
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3.电阻元件的功率和能量 在关联参考方向下，电阻元件的功率为
puii2Ru2 单位为瓦特（W） R
从t1到t2的时间内，电阻元件吸收的能量为
w t2 Ri2dt 单位为焦耳（J） t1
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I2
4 U2 2
解： 元件1功率 P 1 U 1 I 1 2 2 0 4W 0 元件2功率 P 2 U 2 I 2 1 ( 0 1 ) 1W 0
元件3功率 P 3 U 3 I 1 ( 1) 0 2 2W 0
元件4功率 P 4 U 2 I 3 1 ( 0 3 ) 3W 0
元件1、2发出功率是电源，元件3、4 吸收功率是负载。上述计算满足ΣP = 0 。
Uab的变化可能是 ___大__小__ 的变化，
或者是 __方__向___的变化。
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例a
Is
RI
Uab=?
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电阻电路的等效变换(电路分析基础课件)
03
02
01
等效变换的目的
等效变换的基本原则
电压和电流保持不变
在等效变换过程中，电路中的电压和电流值应保持不变。
元件参数相同
等效变换后的元件参数应与原电路中的元件参数相同。
功率平衡
等效变换后的电路应满足功率平衡条件，即电源提供的功率等于负载消耗的功率。
02
电阻的串并联等效变换
总结词
当多个电阻以串联方式连接时，总电阻值等于各电阻值之和。
详细描述
在并联电阻的等效变换中，总电阻倒数1/R_eq等于各个并联电阻倒数1/R1、1/R2、...、1/Rn之和。这种等效变换在电路分析中非常有用，因为它可以帮助我们简化电路模型。
01
02
03
04
电阻并联的等效变换
串并联电阻的等效变换
总结词：串并联电阻的等效变换是电路分析中的重要概念，它涉及到将复杂的串并联电路简化为易于分析的形式。
等效变换方法：对于非线性电阻电路，可以采用分段线性化方法，将非线性电阻的伏安特性曲线分段近似为直线，然后进行等效变换。
05
等效变换在电路分析中的应用
在计算电流和电压中的应用
总结词：简化计算
详细描述：通过等效变换，可以将复杂的电阻电路简化为简单的电路，从而更容易计算电流和电压。
总结词：提高精度
总结词：扩展应用范围
电阻串联的等效变换
总结词
当多个电阻以并联方式连接时，总电阻值倒数等于各电阻值倒数之和。
详细描述
在电路中，如果多个电阻以并联方式连接，则总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。这是因为多个电阻并联时，它们共享相同的电压，因此总电流等于各支路电流之和。
总结词
并联电阻的等效变换可以通过公式1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn表示。
02
01
等效变换的目的
等效变换的基本原则
电压和电流保持不变
在等效变换过程中，电路中的电压和电流值应保持不变。
元件参数相同
等效变换后的元件参数应与原电路中的元件参数相同。
功率平衡
等效变换后的电路应满足功率平衡条件，即电源提供的功率等于负载消耗的功率。
02
电阻的串并联等效变换
总结词
当多个电阻以串联方式连接时，总电阻值等于各电阻值之和。
详细描述
在并联电阻的等效变换中，总电阻倒数1/R_eq等于各个并联电阻倒数1/R1、1/R2、...、1/Rn之和。这种等效变换在电路分析中非常有用，因为它可以帮助我们简化电路模型。
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电阻并联的等效变换
串并联电阻的等效变换
总结词：串并联电阻的等效变换是电路分析中的重要概念，它涉及到将复杂的串并联电路简化为易于分析的形式。
等效变换方法：对于非线性电阻电路，可以采用分段线性化方法，将非线性电阻的伏安特性曲线分段近似为直线，然后进行等效变换。
05
等效变换在电路分析中的应用
在计算电流和电压中的应用
总结词：简化计算
详细描述：通过等效变换，可以将复杂的电阻电路简化为简单的电路，从而更容易计算电流和电压。
总结词：提高精度
总结词：扩展应用范围
电阻串联的等效变换
总结词
当多个电阻以并联方式连接时，总电阻值倒数等于各电阻值倒数之和。
详细描述
在电路中，如果多个电阻以并联方式连接，则总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。这是因为多个电阻并联时，它们共享相同的电压，因此总电流等于各支路电流之和。
总结词
并联电阻的等效变换可以通过公式1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn表示。
电阻电路的一般分析 PPT课件
i 1 – i 4 – i 6= 0 -i1 – i2 + i3= 0 i2 + i5 + i6= 0 i3 + i4 – i5= 0
以上4个KCL不是相互独立的， 但其中任意3个方程是独立的。
P51图3-2KCL独立方程
电路独立的KCL方程数： n个结点，有（n-1）个独立的KCL方程
3
二、独立的KVL 方程
i1 i2 i6 0
i1R1 i2 R2 i3 R3 uS1
i2 i3 i4 0 i4 i5 i6 0
i3 R3 i4 R4 i5 R5 uS 2 i2 R2 i4 R4 i6 R6 0
注意：写回路 KVL方程时， 与回路绕向相 同的电压取正， 否则电压取负
注意：uS11， uS22，… uSmm，为网孔总电压源的电压 各电压源方向与网孔电流相同时，取“-”， 各电压源方向与网孔电流不同时，取“+”，
14
例：3-1
电路如图所示，用网孔电流法求各支路电流
电路的图 电路 设网孔电流 im1(= i1)、 im2(= i3)，由结点1：i2= i1- i3= im1- im2 网孔的KVL方程： i1 R1 i2 R2 uS1 uS 2
i2 R2 i3 R3 uS 2 uS 3
12
代入网孔电流 im1(= i1)、 im2(= i3)，及 i2= i1- i3= im1- im2 得到： ( R R )i R i u u
图G
1、4、5组成树 2、3、6为连支
c,d,e 构成 基本回路组
电路独立的KVL方程数=等于独立的回路数=等于基本回路数 独立回路数 l=(b-n+1) b:支路数；n:结点数 独立回路数=网孔数 (对于平面图)
《电阻电路分析》课件
节点电压法
总结词
通过设定未知电压作为变量，建立并解决包含电压变量的线性方程组，从而求解出各节点电压的方法 。
详细描述
节点电压法以节点电压为未知量，根据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，求解出各节 点电压。该方法适用于具有多个节点的电路，尤其在分析具有较多数目的支路和节点时更为简便。
网孔电流法
电机控制电路的基本原理
电机控制电路是用于控制电机运行的电路，其基本原理是 通过控制器和驱动器等元件实现对电机的启动、停止、调 速和方向控制等功能。
电机控制电路的分析
电机控制电路的分析需要考虑电机的类型、规格和控制要 求等方面。
电机控制电路的设计
电机控制电路的设计需要考虑控制器的设计、驱动器的选 择、安全保护措施等方面，以及采用先进的控制算法和优 化技术手段。
要意义。
电阻电路分析是学习交流电 路、电机控制等后续课程的
基础。
通过电阻电路分析，可以深入 理解电路的基本原理和性能， 提高解决实际问题的能力。
电阻电路分析的基本方法
欧姆定律
描述了电压、电流和电阻之间的关系，即 U=IR。
叠加定理
描述了多个电源共同作用时，电路中各支路 电流或电压的线性关系。
基尔霍夫定律
直流电源的实现
直流电源是提供稳定直流电能的设备 ，其基本原理是将交流电转换为直流 电。
直流电源的实现需要使用整流器、滤 波器、稳压器等元件，以及合理的电 路设计。
直流电源的设计
直流电源的设计需要考虑输入电压范 围、输出电压和电流、效率、尺寸和 重量等方面。
照明电路的分析与优化
1 2
照明电路的基本原理
阻值随某些物理量变化而变化的电阻 器，如热敏电阻、光敏电阻等。
《电路分析基础》PPT课件..课件
基尔霍夫电压方程也叫回路电压方程（KCL方程）
精品
基尔霍夫电压定律（KVL）
基尔霍夫电压定律的另一种描述：集总参数电
路中，沿任意闭合回路绕行一周，电压降的代数 和=电压升的代数和。
基尔霍夫电压定律是能量守恒的结果，体现了
电压与路径无关这一性质，是任一回路内电压必 须服从的约束关系。
精品
KVL示例
电阻消耗的瞬时功率
参考方向一致时 参考方向不一致时
电阻消耗的能量
精品
1.5 独立电源
术语
电路中的电源：
独立电源：就是电压源的电压或电流源的电流不受外电 路的控制而独立存在的电源。 受控电源：是指电压源的电压和电流源的电流，是受电 路中其它部分的电流或电压控制的电源。 电压源和电流源
精品
电压源
精品
支路、节点、回路、网孔
支路： 1、2、3、4、5、6、7 节点： ①、②、③、④、⑤ 简单节点： ④
回路： ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ①-②-⑤-③-④-①等等。 网孔： ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ②-③-⑤-② 思考:①-②-③-⑤-①是网孔吗? 网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。精品
电路的组成(component)
激励与响应
精品
1.1电路和电路模型
电路的作用：能量和信息两大领域
1.电力系统：实现电能的传输和转换。 能量是主要的着眼点。涉及大规模电能的产生、 传输和转换(为其他形式的能量)，构成现代工业生产、 家庭生活电气化等方面的基础。
精品
1.1电路和电路模型
电路分析基础
精品
电阻电路的分析方法PPT课件
第17页/共104页
第4步，将网孔电流代入 三个网孔的KVL方程，得
RR2i12i1RR55ii55
R4i4 R6i6
uS1 uS2
R3i3 R4i4 R6i6 uS3
RR2i1mim21RR55
im1 im2 im1 im2
R4 im1 im3 R6 im3 im2
uS1 uS2
R3im3 R4 im1 im3 R6 im3 im2 uS3
i4 im1 im3 i5 im1 im2 i6 im3 im2
第5步， 整理KVL方程得网孔电流方程，即
R1 R5 im 1
R4
R5 R2
im1 R5im2 R5 R6 im2
支路电流法的方程可归纳如下：
Rkik uSk
uSk 为回路中第k支路的电源电压，包括理想电压源的
电压和理想电流源两端的电压，且当uSk 参考方向与回
路方向一致时，前面取“-”号；相反时，取“+”号；
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3.2.2 电路中含有电流源情况的分析
1. 电阻与理想电流源并联支路等效变换为电阻与理想电压源的 串联支路；
第24页/共104页
3.3.2 含独立电流源电路的网孔电流法
1. 电阻和电流源的并联支路等效变换为电压源和电 阻的串联支路，再按照规律列写网孔电流方程。
2. 当电路中的一条支路仅含电流源而不存在与之并联 的电阻时如上图所示。首先需假设理想电流源上的电压
为 U，然后补充方程：理想电流源的电流为两个网孔
第3步，选定网孔的参考方向，列写3个独立的KCL方程
uS1 u1 u2 u3 0 u3 u4 u5 uS5 0 u2 u4 u6 0
第8页/共104页
电路分析基础ppt课件
叠加定理
叠加定理是指在分析暂态电路时，可以将激励（即输入）信号分解为多个正弦波信号，然后分别求解 每个正弦波信号引起的响应（即输出），最后将各个响应叠加起来得到总的响应。
综合应用案例分析
07
综合应用案例一：一个实际电路的分析
总结词
这是一个实际电路，我们需要运用所学 的电路分析基础来理解和分析它的工作 原理。
的性能是否符合要求。
THANKS.
VS
详细描述
首先，我们可以根据电路图识别出各个元 器件及其作用，然后根据欧姆定律、基尔 霍夫定律等基本原理来计算电流、电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
综合应用案例二：一个复杂电路的分析
总结词
这是一个复杂电路，我们需要运用所学的电 路分析基础来理解和分析它的工作原理。
详细描述
对于复杂电路，我们需要采用一些高级的分 析方法，如支路电流法、节点电压法等，来 计算各个支路上的电流、各个节点的电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
RL电路
在RL电路中，电感L和电阻R串联，当开关从闭合状态变为断开状态时，电感L会通过电阻R放电，电流i(t)可以用 以下公式表示：i(t)=I_0(1-exp(-t/τ))，其中I_0为初始电流，τ为时间常数。
暂态电路的基本分析方法
节点电压法
在暂态电路中，节点电压是指在该节点处的电压降。节点电压法是通过求解节点电压来分析暂态电路 的一种方法。
电路分析基础ppt课件
目 录
• 电路分析概述 • 电阻电路分析 • 电容电路分析 • 电感电路分析 • 交流电路分析 • 暂态电路分析 • 综合应用案例分析
电路分析概述
01
电路分析的基本概念
电路分析的定义
电路分析是对电路进行建模、分 析和计算的过程，以了解电路的 性能和优化其设计。
叠加定理是指在分析暂态电路时，可以将激励（即输入）信号分解为多个正弦波信号，然后分别求解 每个正弦波信号引起的响应（即输出），最后将各个响应叠加起来得到总的响应。
综合应用案例分析
07
综合应用案例一：一个实际电路的分析
总结词
这是一个实际电路，我们需要运用所学 的电路分析基础来理解和分析它的工作 原理。
的性能是否符合要求。
THANKS.
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详细描述
首先，我们可以根据电路图识别出各个元 器件及其作用，然后根据欧姆定律、基尔 霍夫定律等基本原理来计算电流、电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
综合应用案例二：一个复杂电路的分析
总结词
这是一个复杂电路，我们需要运用所学的电 路分析基础来理解和分析它的工作原理。
详细描述
对于复杂电路，我们需要采用一些高级的分 析方法，如支路电流法、节点电压法等，来 计算各个支路上的电流、各个节点的电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
RL电路
在RL电路中，电感L和电阻R串联，当开关从闭合状态变为断开状态时，电感L会通过电阻R放电，电流i(t)可以用 以下公式表示：i(t)=I_0(1-exp(-t/τ))，其中I_0为初始电流，τ为时间常数。
暂态电路的基本分析方法
节点电压法
在暂态电路中，节点电压是指在该节点处的电压降。节点电压法是通过求解节点电压来分析暂态电路 的一种方法。
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目 录
• 电路分析概述 • 电阻电路分析 • 电容电路分析 • 电感电路分析 • 交流电路分析 • 暂态电路分析 • 综合应用案例分析
电路分析概述
01
电路分析的基本概念
电路分析的定义
电路分析是对电路进行建模、分 析和计算的过程，以了解电路的 性能和优化其设计。
电路分析基础知识PPT课件
电路的作用不同，对其提出的技术要求也不同，前者较多地 侧重于传输效率的提高，后者多侧重于信号在传递过程中的 保真、运算的速度和抗干扰等。
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1.1电路的组成及电路分析的概念
理想元件和电路模型
用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称为实际电路元 件，简称实际元件。
用来表征上述物理性质的理想电路元件(以后理想两字常略去) 分别称为恒压源Vs、恒流源Is,、电阻元件R、电容元件C、 电感元件L。
1.电阻的串联 图1-25为三个电阻串联的电路。 电阻串联(series connection)的特点如下: (1)根据基尔霍夫电流定律，通过串联电阻的电流是同一个电
流。 (2)根据基尔霍夫电压定律，串联电路两端口总电压等于各个
电阻上电压的代数和，即 U=U1+U2+U3
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1.3 简单电路的分析方法
独立电源元件
2.实际电源的模型
在对电路进行分析时，使用的实际电源通常可以用两种不同 的模型来表示，这两种模型分别称为电源的电压源模型(简称 电压源)和电流源模型(简称电流源)，它们用理想电源元件和 理想电阻元件的组合来表征实际电源的特性。图1-17(a)、 (b)和图1-18(a)、(b)分别所示了它们的外特性及电路模 型。
如图1-33 (a)所示，由广义节点用KCL可得
Ia+Ib+Ic=0
再比如，图1-33(b)所示的晶体管，同样有
IE=IB+IC
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1.4 基尔霍夫定律
1. 4.2基尔霍夫电压定律(KVL )
1.定律内容 在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，则在这个方向上电
位升之和恒等于电位降之和，即
基尔霍夫定律是一个普遍适用的定律，既适用于线性电路也 适用于非线性电路，它仅与电路的结构有关，而与电路中的 元件性质无关。
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1.1电路的组成及电路分析的概念
理想元件和电路模型
用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称为实际电路元 件，简称实际元件。
用来表征上述物理性质的理想电路元件(以后理想两字常略去) 分别称为恒压源Vs、恒流源Is,、电阻元件R、电容元件C、 电感元件L。
1.电阻的串联 图1-25为三个电阻串联的电路。 电阻串联(series connection)的特点如下: (1)根据基尔霍夫电流定律，通过串联电阻的电流是同一个电
流。 (2)根据基尔霍夫电压定律，串联电路两端口总电压等于各个
电阻上电压的代数和，即 U=U1+U2+U3
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1.3 简单电路的分析方法
独立电源元件
2.实际电源的模型
在对电路进行分析时，使用的实际电源通常可以用两种不同 的模型来表示，这两种模型分别称为电源的电压源模型(简称 电压源)和电流源模型(简称电流源)，它们用理想电源元件和 理想电阻元件的组合来表征实际电源的特性。图1-17(a)、 (b)和图1-18(a)、(b)分别所示了它们的外特性及电路模 型。
如图1-33 (a)所示，由广义节点用KCL可得
Ia+Ib+Ic=0
再比如，图1-33(b)所示的晶体管，同样有
IE=IB+IC
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1.4 基尔霍夫定律
1. 4.2基尔霍夫电压定律(KVL )
1.定律内容 在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，则在这个方向上电
位升之和恒等于电位降之和，即
基尔霍夫定律是一个普遍适用的定律，既适用于线性电路也 适用于非线性电路，它仅与电路的结构有关，而与电路中的 元件性质无关。
《电阻电路分析》课件
III. 电阻的串联和并联
讲解电阻的串联和并联规律，以及计算总电阻的方法和应用。
IV. 电路中的电压和电流
解析电路中的电压和电流分布，电路中的电压分压和电流分流现象。
V. 欧姆定律和功率定律
详细介绍欧姆定律和功率定律，解释电阻元件中的电压、电流和功率之间的关系。
VI. 电路中的电功率和能量
探究电路中的电功率和能量转换，以及电阻元件的能量损耗和效率。
《阻电路分析》PPT课 件
这个《电阻电路分析》PPT课件将带你深入了解电阻电路的基本概念、特性和 应用，通过丰富实例和案例分析，帮助你掌握电路分析的核心知识和技巧。
I. 电阻电路的基本概念和特性
介绍电阻的定义、单位和特性，以及电阻与电流、电压之间的关系。
II. 电路中的电阻
探讨电路中的电阻元件，如电阻器、电子元件和集成电路中的电阻。
VII. 非线性电阻元件
介绍非线性电阻元件，如二极管、晶体管和热敏电阻等，以及它们在电路中的应用。
电路分析课件-电阻电路的一般分析方法
11
1
( R1 R2 )un1 R1 un2 iS1
2
1
11
R1
un1
( R1
R3
)un2
gmuR2
iS1
(2) 用結點電壓表示控制量。
uR2 un1
例 列寫電路的結點電壓方程。
R5
uS +
_
解 (1)選參考結點，
把受控源當作獨 立源列方程；
1 iS1
R1
+ r i－
R3 _
3
+ u3 R2
結點1的自電導，等於接在結點1上所有
中
支路的電導之和。
G22=G2+G3+G4 結點2的自電導，等於接在結點2上所有 支路的電導之和。
G33=G3+G5
結點3的自電導，等於接在結點3上所有支 路的電導之和。
G12= G21 =-G2
結點1與結點2之間的互電導，等於接在
結點1與結點2之間的所有支路的電導之
例 列網孔電流方程 解： 設網孔電流，列KVL方程：
_
U1
+ R1
iS
1
R3
+ _2
U2 R2
gU1
_
3
R4
R5
+
4
+
U1 _
( R1 R3 )i1 R3i3 U2 R2i2 U2 U3
R3i1 ( R3 R4 R5 )i3
U3
R5i4 0
R5i3 R5i4 U3 U1
2
G4
G5
3
+ Us
_
I1
G1
G2
G3
2
G4
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