2-3 割集电压分析法
电路2-3节点电压法
解:先将受控源当作独立源列方程得
U ab U S1 U S 2 2 I 3 10 8 2 I 3 R1 R2 2 2 1 1 1 1 1 1 R1 R2 R3 2 2 2
电
路
再补充一个受控源的辅助方程
U ab I3 2
将上面两个方程联立可求得
U ab 18V
电
路
2 .3 节点电压法
节点电压法:就是以节点电压为未知量,列方程求解电 路中各未知量的方法。 节点电压法适用于结构复杂、非平面电路、独立回路选 择麻烦、以及节点少、回路多的电路的分析求解。
电
路
一、节点电压方程式的一般形式
首先选择节点3为参考节点,则U3 = 0。设节点1的电压 为U1、节点2的电压为U2,各支路电流及参考方向见图 2-3-1中的标示。应用基尔霍夫电流定律,对节点1节 点2分别列出节点电流方程
电
路
式中G11=(G1 + G2+ G3) ,G22=(G3 + G4)叫自导,取正。G12 = G21= -G3 叫互导,取负值。 IS11和IS22分别是流入节点1和节点2 的电流源的电流代数和,以 流入为正。
电
路
采用节点电压法对电路进行求解,可以根据节点电 压方程的一般形式直接写出电路的节点电压方程。 其步骤归纳如下: 1)指定电路中某一节点为参考点,标出各独立节 点电位(符号)。 2)按照节点电压方程的一般形式,根据实际电路 直接列出各节点电压方程。 3)列写第K个节点电压方程时,与K节点相连接的 支路上电阻元件的电导之和(自电导)一律取“+” 号;与K节点相关联支路的电阻元件的电导 (互电 导)一律取“– ”号。流入K节点的理想电流源的电 流取“+”号;流出的则取“– ”号。
割集分析法工科
§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①②①②C 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。
第三章线性网络的一般分析方法和网络定理
1.节点电压
以图3-1所示的直流网络 为例。这个网络具有4个节点, 6条支路。标明各支路电流参 考方向,如图3-1所示。
3-1
图 节 点 分 析 法 用 图
2.节点方程
以图3-1所示的直流电路为例, 阐明节点方程的导出步骤。
① 选定参考节点(本例以节点4为 参考节点),标明各支路电流的参考方 向,如图3-1所示。
在应用叠加定理时,应该注意以下 几点:
① 当令某一激励源单独作用时,其 他激励源应为零值,即独立电压源用短 路代替,独立电流源用开路代替,储能 元件的初始储能设为零。
② 电路中的受控源不能单独作用。
③ 叠加定理只适用于计算电流或电 压,不适用于计算功率。
3.5 替 代 定 理
在具有唯一解的线性或非线性网络 中,若已知某一支路的电压uk或电流ik, 则可用一个电压为uk的理想电压源或电 流为ik的理想电流源来代替这条支路,而 对网络中各支路的电压和电流不发生影 响。这就是替代定理,也叫置换定理。
替代定理不仅适用于直流网络,也适 用于正弦交流网络。不仅一个二端元件或 一条支路可以用理想电压源或理想电流源 代替,任何一个二端网络,包括有源二端 网络,也可用理想电压源或理想电流源代 替。更广泛地说,网络中的任何一个响应 (电压或电流),一般均可以函数形式相同 的激励(理想电压源或理想电流源)替代, 而不致影响网络中其他的响应。
戴维南定理指出:线性含源单口网络 N,就其端口来看,可等效为一个电压源 串联电阻支路(如图3-41(a)所示)。电压源 的电压等于该网络N的开路电压uoc(如图341(b)所示);串联电阻R0等于该网络中所有 独 立 源为 零 值时 所 得网 络 N0的 等 效电 阻 Rab(如图3-41(c)所示)。
割集分析法
i4
2V I
i4 = i1 + i2 = – 0.25 + 0.85 = 0.6A
II
i5 = 3A(已知), i7 = i1 = – 0.25A
以上各式中,u1、u2、u3分别为支路 1、支路 2 和支路 3 的 电压。
电路分析基础——第一部分:2-5
例2-16 电路如图2-37(a),试求ux。
致,则互电导为正,否则为负;
电流输送:is11、is22、is33 。该基本割集上电流源输 送电流的代数和,电流源电流方向与割
集方向相反者为正,否则为负。
ut1、…、uti、…、ut(n-1):在确定基本割集顺序后, 每个基本割集上的树支电压;
电路分析基础——第一部分:2-5
17/23
注意:在用割集分析时,往往把感兴趣的支路选为树支,使其 电压成为直接求解对象。电路中的电压源支路都应尽量选为树 支,因为电压源是已知的,可以减少未知独立变量的个数。
例如:在图(b)中,切割用虚线表
1
2
示,例如切割II使节点1、3与节点2、 I
3
4分为两个分离部分,所切割的支路 G3、G4、G1和电流源支路的集合就 是割集II。
割集的多样性:一个连通图可以有许
II
4
III
1
2
3
多不同的割集,图(b)中就表明了
三种不同的割集。
4
电路分析基础——第一部分:2-5
7/23
电路分析基础——第一部分:2-5
21/23
i2 =
u2 0.5
=
– ut6 – ut5 – ut4 0.5
= – 2(2–2.75+ 0.326) = 0.85A
割集
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割集网络方程及应用
2
割集网络方程的应用 配电系统的故障模式直接与系统的最小割集相关联。最小割集是
一些元件的集合,当它们失效时,必然会导致系统失效。最小割集法 是将计算的状态限制在最小割集内,而不须计算系统的全部状态,从 而大大节省了计算量。每个割集中的元件存在并联关系,近似认为系 统的失效度可以简化为各个最小割集不可靠度地总和,从而对配电网
2
割集网络方程的应用
利用基本割集矩阵Q和降价关联矩阵A的关系,由Q得到A,进而
画出对应的网络图。还可以由基本回路矩阵得到对应的网络图,其 基本思路为利用基本回路矩阵和基本割集矩阵的关系,先由基本回
路矩阵直接写出基本割集矩阵,再由基本割集矩阵得到对应网络图
。割集定理可以用来确定不良数据的可检测性和可辨识性。
阵的广义特征值和特征矢量求解微分方程。 应用广义割集矩阵的概念,在故障树快速求解方法中求解模块
最小割集及故障树最小割集。 利用基本割集矩阵和基本回路矩阵问的对偶关系求取对偶电路 的方法。该方法系统性强,物理意义清楚,尤其在确定对偶电源的 极性或方向时,简捷方便。
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割集网络方程及应用
引起顶上事件发生必须的最低限度的割集。最小割集的求取方法有行 列式法、布尔代数法等。 最小割集表示系统的危险性 求出最小割集可以掌握事故发生的各种可能,了解系统的危险性。 每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能,有几个最小割集,顶上 事件的发生就有几种可能,最小割集越多,系统越危险。从最小割集 能直观地、概略地看出,哪些事件发生最危险,哪些稍次,哪些可以 忽略,以及如何采取措施,使事故发生概率下降。
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割集分析法
§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。
电路分析基础-支路电流分析法法
完备:所选的基本变量数目足够多,足以将其它变量 表示出来。
独立回路:独立KVL方程所对应的回路。
综 合 式 (1)、 (2)和 (3), 便 得 到 所 需 的
6+3+3=12=2b个独立方程。将式(1)的6个
支路VAR代入三个KVL方程,消去6个
支路电压,保留支路电流,便得到关于
支路电流的方程如下:
i1 + i2 – i6 =0 – i2 + i3 + i4 =0 – i4 – i5 + i6 =0
对平面电路,b–(n–1)个网孔即是一组独立回路。
平面电路。
1 542
3
支路数b=12 节点数n=8 独立KCL数:n-1=7 独立KVL数:b-(n-1)=5
支路电流法的一般步骤:
(1) 标定各支路电流、电压的参考方向; (2) 选定(n–1)个节点,列写其KCL方程; (3) 选定b–(n–1)个独立回路,列写其KVL方程;(元件 特性代入,将KVL方程中支路电压用支路电流表示) (4) 求解上述方程,得到b个支路电流; (5) 其它分析。
3KVL方程:Fra bibliotekaR3 i3
b i6
R1i1- R2i2= uS
(3)
i1 R1
i2 +
i5 + i1
R2i2+ R3i3 +R5i5= 0 (4)
+ uS
1R2 u2 2 –
R5
4u –
–
-R3i3+ R4i4= -µu2
(5)
-R5i5+u =0
(6)
c
补充控制量方程:
“电网络理论”课程教学体会与探讨
“电网络理论”课程教学体会与探讨张秀敏;黄辉;马晓春;张小青;佟庆彬【摘要】“电网络理论”课程是电气工程专业研究生一门非常重要的专业理论基础课.本文介绍了我校“电网络理论”课程的教学现状,分析了该课程各知识点在电气工程各领域的重点应用,笔者对教学中引入Matlab编程软件指导学生进行科学计算的方法进行了有益探索.实践表明,这门课程的建设能有效提高电气专业研究生的综合科研能力.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】4页(P16-19)【关键词】电网络理论;电气工程;Matlab【作者】张秀敏;黄辉;马晓春;张小青;佟庆彬【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】G642.0“电网络理论”课程是本科“电路”课程的延伸与拓展,是我国大多数院校电气工程专业研究生的必修课程。
该课程在硕士生培养环节中有重要作用,可使学生的电网络理论知识体系得到充实和巩固,为以后更加深入地学习电气工程和解决电气领域中的实际问题打下坚实的理论基础[1-5]。
研究生培养不同于本科生,本科生强调的是宽广的基础知识,而研究生是在掌握扎实的专业知识基础上,强调自主学习以及钻研和运用知识的能力培养,以促进其科学及创新思维的形成[6]。
因此,必须根据研究生的特点,采用合理的教学方法和教学思想,以保证研究生的培养质量。
本文介绍了我校电气专业研究生“电网络理论”课程的现状及存在的问题,在此基础上分析了该课程各知识点在电气工程各领域的重点应用。
笔者在教学中引入了Matlab编程软件指导学生进行科学计算的方法,提出了在研究生教学中要重视理论公式推导与科学研究思维方法训练的思想。
实践表明,这门课程的讲授方法能显著提高电气专业研究生的专业基础和综合科研能力。
利用“分解电压”解题的方法
利用“分解电压”解题的方法引言在研究电学时,分解电压是一个重要的概念。
它可以帮助我们更好地理解电路中电压的变化与分布。
本文将介绍利用“分解电压”解题的方法,希望能帮助读者更好地掌握电路分析技巧。
什么是“分解电压”在电路中,当电路中存在多个元件时,电压会在这些元件之间进行分布。
这种电压的分布可以通过“分解电压”来计算和分析。
分解电压指的是将总电压分解为每个元件所承受的电压。
解题方法1. 确定电路连接方式:首先要了解电路中元件的连接方式,例如是串联连接还是并联连接。
这对于后续计算分解电压非常重要。
2. 应用基本电路定律:根据所学到的基本电路定律,例如欧姆定律和基尔霍夫定律,可以找到计算分解电压所需的方程式。
3. 进行电压分解计算:根据电路中元件的连接方式和所得到的方程式,可以进行电压分解计算。
一般情况下,对于串联电路,每个元件所承受的电压之和等于总电压;而对于并联电路,每个元件所承受的电压相等。
4. 检查计算结果:计算完分解电压后,应该对计算结果进行检查,确保所得到的电压符合实际电路的情况。
实例分析下面通过一个简单的电路实例来说明利用“分解电压”解题的方法。
假设有一个串联电路,其总电压为10V,电阻R1为4Ω,电阻R2为6Ω。
我们要计算R1和R2分别承受的电压。
根据串联电路的性质,我们知道总电压等于每个元件所承受的电压之和。
因此,我们可以设置如下方程:10V = VR1 + VR2同时,根据欧姆定律,可以得到以下两个方程:VR1 = I * R1VR2 = I * R2结合以上方程,我们可以解得电流I为1A。
代入方程`10V =VR1 + VR2`,可以求得VR1为4V,VR2为6V。
因此,R1承受的电压为4V,R2承受的电压为6V。
结论通过利用“分解电压”解题的方法,我们可以更好地理解和计算电路中元件承受的电压。
这种方法对于解决复杂电路问题非常有用。
希望本文所介绍的方法能帮助读者在电路分析中取得好的成果。
节点电压法
四、含独立电压源电路的节点方程
当电路中存在独立电压源时,不能用式(2- 建立含 当电路中存在独立电压源时,不能用式 -30)建立含 有电压源节点的方程,其原因是没有考虑电压源的电流。 有电压源节点的方程,其原因是没有考虑电压源的电流。 若有电阻与电压源串联单口, 若有电阻与电压源串联单口,可以先等效变换为电流源与 电阻并联单口后,再用式(2-30)建立节点方程。若没有电 电阻并联单口后 再用式 - 建立节点方程。 建立节点方程 阻与电压源串联, 阻与电压源串联, 则应增加电压源的电流变量来建立节点 方程。此时,由于增加了电流变量, 方程。此时,由于增加了电流变量, 需补充电压源电压与 节点电压关系的方程。 节点电压关系的方程。
写成一般形式
G11 v1 + G12 v 2 + G13 v3 = iS11 G 21 v1 + G 22 v 2 + G 23 v3 = iS 22 G31 v1 + G32 v 2 + G33 v3 = iS33
( 2 − 29)
其中G 称为节点自电导 节点自电导, 其中 11、 G22、G33称为节点自电导,它们分别是各节 点全部电导的总和。 点全部电导的总和。 此例中G 此例中 11= G1+ G4+ G5, G22= G2 + G5+ G6, G33= G3+ G4+ G6。
与用独立电流变量来建立电路方程相类似, 与用独立电流变量来建立电路方程相类似,也可用独 立电压变量来建立电路方程。在全部支路电压中, 立电压变量来建立电路方程。在全部支路电压中,只有一 部分电压是独立电压变量,另一部分电压则可由这些独立 部分电压是独立电压变量, 电压根据KVL方程来确定。若用独立电压变量来建立电路 方程来确定。 电压根据 方程来确定 方程,也可使电路方程数目减少。对于具有n个节点的连 方程,也可使电路方程数目减少。对于具有 个节点的连 通电路来说,它的 个节点对第n个节点的电压 通电路来说,它的(n-1)个节点对第 个节点的电压,就是 个节点对第 个节点的电压, 一组独立电压变量。 一组独立电压变量。用这些节点电压作变量建立的电路方 程,称为节点方程。这样,只需求解(n-1)个节点方程,就 称为节点方程。这样,只需求解 个节点方程, 个节点方程 可得到全部节点电压,然后根据 可得到全部节点电压,然后根据KVL方程可求出各支路电 方程可求出各支路电 方程可求得各支路电流。 压,根据VCR方程可求得各支路电流。 根据 方程可求得各支路电流
大学电路第十五章割集
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3. 关联矩阵的作用: ①用A表示KCL的矩阵形式 设:
i i1
i2 i3 i4 i5 i6
T
以结点④为参考结点 -1 -1 1 0 0 0 [A][ i ]= 0 0 -1 -1 0 1 1 0 0 1 1 0
i1 i 2 1 2 3 i 4 6 0 3 3 i 4 1 4 5 i 5 i 6
l
矩阵B的每一个元素定义为: 1 支路 j 在回路 i 中,且方向一致; 支路 j 不在回路 i 中。
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bij
-1 支路 j 在回路 i中,且方向相反; 0
例 取网孔为独立回路,顺时针方向
支1 2 回 3 4 5 6 3
② 4
16 2 ① ③ 5 2 3 ④ 1 注意 给定B可以画出对应的有向图。
.
I Sk
.
.
U Sk
+
Zk (Yk)=0
.
I Sk
.
-
U Sk
+
I Sk 0
Zk (Yk)=0
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二.支路方程的矩阵形式
1. 电路中电感之间无耦合
U k (I
k
I Sk ) Z k U Sk
. .
.
如有b条支路,则有:
I k I ek
Zk (Yk)
矩阵形式的KVL:[ B ][ u ]= 0
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②用回路矩阵[B]T表示矩阵形式的KCL方程
设: [i] [i1 i3
三相交流电路电压、电流的分析与测量(含数据处理)(精)
三相交流电路电压、电流的分析与测量一、实验目的1.掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法,验证这两种接法时线、相电压及线、相电流之间的关系。
2.充分理解三相四线供电系统中中线的作用。
二、原理说明1.三相负载可接成星形(又称“Y”接)或三角形(又称"△"接,当三相对称负载作Y 形联接时,线电压Ul 是相电压Up 的倍。
线电流Il 等于相电流Ip,即U l=U p I l=I p当采用三相四线制接法时,,流过中线的电流I0=0,所以可以省去中线。
当对称三相负载作△形联接时,有I1=Ip, U1=Up2.不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法,即Y0 接法。
而且中线必须牢固联接,以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。
倘若中线断开,会导致三相负载电压的不对称,致使负载轻的那一相的相电压过高,使负载遭受损坏;负载重的一相相电压又过低,使负载不能正常工作。
尤其是对于三相照明负载,无条件地一律采用Y0 接法。
3.当不对称负载作△接时,Il≠Ip,但只要电源的线电压Ul 对称,加在三相负载上的电压仍是对称的,对各相负载工作没有影响。
三、实验设备及器件序号名称型号与规格数量备注1三相交流电源3Φ0~220V12三相自耦调压器13交流电压1表4 交流电流表15 三相灯组负载40W/220V白炽灯9 DGJ-046 电门插座 3DGJ-04四、实验内容1.三相负载星形联接(三相四线制供电)按图6-3-3-1 线路组接实验电路。
即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源,将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为0V的位置,经指导教师检查后。
方可合上三相电源开关,然后调节调压器的输出,使输出的三相线电压为220V,按表6-3-3-1数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流(相电流)、中线电流、电源与负载中点的电压,记录之。
并观察各相灯组亮暗的变化程度,特别要注意观察中线的作用。
西南交通大学《电路分析》教学考试大纲
西南交通大学《电路分析》教学考试大纲(仅供参考)第一章电路的基本概念及基本定律1-1 实际电路与电路模型(基础知识,掌握)1-2 基本物理量与参考方向(基础知识,掌握;重点理解关联参考方向与非关联参考方向,理解吸收功率与发出功率的含义)1-3 电阻、电感和电容元件(基础知识,掌握)1-4 独立电源(基础知识,掌握)1-5 受控电源(题目中常出现,理解)1-6 基尔霍夫定律(KVL、KCL,重要,理解)作业一 1-1 1-2 1-3 1-4 1-6 1-7 1-9 1-14第二章电阻电路的等效变换2-1 电阻的串联与并联(熟记串并联特点)2-2 电阻的三角形(Δ)连接与星形(Y)连接(熟记两者相互变化的规则)2-3 电路的串联、并联(要能正确合并电源、准确判断多余元件)2-4 电源的等效变换(熟记等效变换的规则)作业二 2-1 2-2 2-3 2-5 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-14第三章线性电路的基本分析方法(重点掌握支路电流、节点电压、网孔电流、回路法)3-1 支路电流法3-2 结点电压法3-3 网孔电流法3-4 网络图论基础(理解)3-5 回路分析法3-6 割集分析法(次次重点,建议了解)作业三 3-1 3-2 3-3 3-5 3-7 3-8 3-9 3-10 3-12 3-13 3-15 3-16 3-17 3-19 3-21 3-22 3-23 3-24第四章线性电路的基本定理(本章处处皆是知识点、考点)4-1 叠加定理(重点掌握)4-2 替代定理(理解)4-3 戴维南定理与诺顿定理(重点掌握,戴维南定理更重要一些)4-4 特勒根定理(掌握)4-5 互易定理(掌握)4-6 对偶定理(了解)作业四 4-1 4-2 4-3 4-4 4-6 4-7 4-9 4-10 4-14 4-20 4-21第五章含有运算放大器电路的分析方法(理解掌握理想放大器的电流、电压特性)5-1 运算放大器简介(略)5-2 运算放大器的电路模型(了解等效电路模型)5-3 理想运算放大器(理想放大器的电流、电压特性)5-4 含有理想运算放大器电路的分析作业五 5-1至5-8全部都要做第六章正弦交流电路的稳态分析6-1 正弦量(基础知识,但不会直接考)6-2 相量法的基本知识(基础知识,要求:会变换)6-3 基本定律与基本元件的相量形式(基础知识,但不会直接出题)6-4 阻抗与导纳(基础知识,但不会直接出题)6-5 正弦交流电路的功率(掌握有功功率、无功功率、视在功率、复功率)6-6 功率因数的提高(学会用向量图分析电路)6-7 正弦交流电路的稳态分析(要多做题,达到熟练贯通前面章节所学知识)6-8 最大功率传输(掌握“最佳匹配”,即负载获得最大功率的条件)6-9 串联电路的谐振(掌握谐振时的特征)6-10 并联电路的谐振(掌握谐振时的特征,看一下例6-14)作业六 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-13 6-14 6-16 6-17 6-22 6-23 6-24 6-25 6-27 6-28 6-30 6-31 6-32第七章含有互感的电路7-1 互感与互感电压(掌握:用右手定则判断感应电压的“+、-”,参考例7-1)7-2 含有互感电路的分析计算(本节为重点,所有知识都要掌握)7-3 空芯变压器(主要内容还是互感电路分析,掌握原副边等效电路)7-4 全耦合变压器与理想变压器(重点,还是掌握等效电路)作业七 7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6 7-8 7-9 7-10 7-11 7-12 7-13 7-14 7-15 7-16第八章三相电路的正弦稳态分析8-1 三相电路(基础知识)8-2 对称三相电路的计算(重点,也是大考点)8-3 不对称三相电路(建议考生了解,学有余力的考生理解)8-4 三相电路的功率及测量(掌握三表法测功率及功率表读数的数学表达式)作业八 8-2 8-3 8-4 8-5 8-7 8-8 8-9 8-10 8-12 8-13第九章非正弦周期电流电路9-1 非正弦周期电流及傅里叶级数(基础知识)9-2 具有对称性的波形(掌握对称特性)9-3 周期非正弦量的有效值、绝对平均值和功率(掌握I、U的有效值,平均值及视在功率S的计算公式)9-4 非正弦周期电流电路的计算(看课本例题,要求会计算)9-5 三相电路中的高次谐波(不要求)作业九 9-1 9-2 9-6 9-8 9-9 9-11 9-13 9-16第十章双口网络(本章有考题)10-1 双口网络简介(了解)10-2 双口网络的四组方程及参数(重点,考点,Y、Z、T、H参数,关键是理解如何推导出来的,理解各参数之间的关系,死记硬背有点难度)10-3 双口网络的等效电路(重点,掌握T型和π型等效电路模型)10-4 回转器和负阻抗变换器(理解,会做题)10-5 双口网络的连接(了解)作业十 10-1 10-2 10-3 10-4 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-14 10-15第十一章一阶电路的时域分析(本章1-8都是重点)11-1 引言(略)11-2 初始条件的确定11-3 一阶电路的零输入响应11-4 一阶电路的零状态响应11-5 一阶电路的全响应11-6 一阶电路的三要素法11-7 一阶电路的阶跃响应11-8 一阶电路的冲激响应11-9 卷积积分法(了解即可)作业十一11-1 11-2 11-4 11-6 11-7 11-8 11-9 11-10 11-11 11-12 11-13 11-14 11-16 11-21 11-22 11-23 11-28 11-29 11-32 11-34第十二章二阶电路的时域分析(次次重点,真题仅出现一次,建议了解,对于要求考高分的同学要理解)12-1 二阶电路的零输入响应12-2 二阶电路的零状态响应和全响应12-3 二阶电路的阶跃响应和冲激响应作业十二无作业题第十三章拉普拉斯变换及其应用(本章重点,必考大题)13-1 拉普拉斯变换(理解定义)13-2 基本函数的拉普拉斯变换(熟记各种变换)13-3 拉普拉斯变换的基本性质(熟记所有性质)13-4 拉普拉斯逆变换(重点)13-5 电路的复频域模型(重点:电阻、电感、电容及耦合电感元件的复频域模型)13-6 线性电路的复频域分析(考题就是这里了,一定要看书上例题)13-7 网络函数(了解)作业十三第十四章状态方程(有考题)14-1 电路的状态变量及状态方程(基础)14-2 状态方程的建立(重点,直接法,个人见解,更好用一点)14-3 状态方程的复频域解法(了解)作业十四全做第十五章非线性电阻电路(有考题)15-1 非线性电阻元件(基础)15-2 非线性电阻电路的图解法(能会做例15-3即可)15-3 非线性电阻电路的分段线性化法(折线法)(重点,多做题,参考例15-5)15-4 非线性电阻电路的小信号分析法(重点,看P412,掌握求解过程,参考15-6)作业十五全做第十六章 PSPICE分析电路(绝对不考)16-1 电路仿真工具简介16-2 输入文件的一般规定16-3 元件描述造句16-4 分析和控制语句作业十六。
割集电压法
割集电压法
割集电压法是一种用于分析含受控源电路的分析方法,其核心思想是将割集电压作为电路的独立变量,通过列写相应的割集电压方程来求解电路中的其他变量。
具体来说,对于一个含受控源的电路,当把割集电压作为独立变量后,可以通过列写相应的割集电压方程来求解其他变量。
在列写方程时,需要将割集电压用支路电压来表示,然后根据电路中的VCR和KCL来得到支路电流,最后再根据支路电流和VCR得到其他变量。
需要注意的是,割集电压法只适用于含受控源的电路,对于不含受控源的电路,应该采用其他方法进行分析。
此外,在列写割集电压方程时,需要遵循一定的步骤和规则,例如先选定一个树,然后根据树的定义列写相应的方程。
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解 (1)电感L1、L2 之间无耦合 画出网络的有向图,对节点和支路进行编号,选支路1 画出网络的有向图,对节点和支路进行编号,选支路1、2、 为树支,如图所示。 4为树支,如图所示。
& I6
& I s6
a
R6
C1 6 b C2 c 2 4 3 5
& I1
& I3
M L1 & I4 C4 & I 2 L2 & I5 R5
∆ = jω ( L1 L2 − M 2 )
割集电压方程的矩阵形式为: 割集电压方程的矩阵形式为:
1 1 L2 + + R 3 R6 ∆ 1 −M R6 ∆ 1 R3 1 M − R6 ∆ 1 1 L1 + + R5 R6 ∆ 1 − R5
1 & I s6 R3 & U q1 & 1 & = I − U s5 & U s6 − R5 q2 R5 & U q 3 U & 1 1 s5 + + j ωC 4 R R3 R5 5
割集电压方程的矩阵形式为: 割集电压方程的矩阵形式为:
1 1 1 + + R3 R6 jωL1 1 − R6 1 − R3 1 − R6 1 1 1 + + R5 R6 jωL2 1 − R5
1 − & R3 & I s6 U q1 & 1 U = I − U s 5 & & − q 2 s6 R R5 & U q 3 & 5 1 1 U s5 + + j ωC 4 R3 R5 R 5
& (4)求出割集导纳矩阵Yq和割集等效电流源列向量 Iq ; 求出割集导纳矩阵
& & 求出割集电压列向量; (5)根据公式 YqUq = Iq求出割集电压列向量;
T & & 求出支路电压列向量; (6)根据公式 U = Q f U q 求出支路电压列向量;
& & & & 求出支路电流列向量。 (7)根据公式 I = YbU − I s + YbUs 求出支路电流列向量。
1
R3
+
& U s5
d C3
-
则基本割集矩阵为
1 0 0 1 0 1 Q f = 0 1 0 0 −1 1 0 0 1 1 1 0
& I6
R6
& I s6
Yb = diag[1 jωL1 ,1 jωL2 , jωC 4 ,1 R3 ,1 R5 ,1 R6 ]
T & & U s = 0 0 0 0 − U s5 0
写出如图所示电路割集电压方程的矩阵形式。 例2-2 写出如图所示电路割集电压方程的矩阵形式。 之间无耦合。 (1)电感L1、L2 之间无耦合。 之间有耦合。 (2)电感L1、L2 之间有耦合。
& I6
& I s6
R6
& I1
& I3
M L1 & I4 C4 & I 2 L2 & I5 R5
R3
+
& U s5
C1 6 b a 1 4 3 5 2 C2 c
1 1 1 + + R3 R6 jωL1 1 = − R6 1 − R3
d C3
& I s6 & U s5 & & & & I q = Q f I s − Q f Yb U s = I s 6 − R5 & U s5 R5
Yb是b×b阶矩阵,Qf 是b×(n-1)阶矩阵,所以,Yq是(n-1)×(n-1) 阶矩阵, 阶矩阵, × 阶矩阵 × 阶矩阵 所以, × & & & 都是b× 阶列向量 阶方阵。 阶列向量, 阶方阵。而 U s 和 Is 都是 ×1阶列向量,因此 I q 是(n-1)×1阶列 × 阶列 向量。 向量。
§2-3 割集电压分析法
北京邮电大学
电子工程学院 俎云霄
割集分析法是以割集电压亦即树支电压为变量列写方程进行 求解的一种方法。 求解的一种方法。
& & U = QTUt f
& & & & ⇒ I = YbU − I s + YbUs ⇒
& & & & I = Yb Q T U t − I s + Y b U s f
割集法分析电路的基本步骤 选定支路参考方向,画出网络的有向图; (1)选定支路参考方向,画出网络的有向图; (2)对支路进行编号,确定一棵树,写出基本割集矩阵Qf ; 对支路进行编号,确定一棵树,写出基本割集矩阵
& (3)写出支路导纳矩阵Yb、电压源列向量 Is和电流源列向量 写出支路导纳矩阵 & Us ;
(2)电感L1、L2 之间有耦合
L2 ∆ − M ∆ − M ∆ L ∆ 1 0 0 Yb = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 jωC 4 0 0 0 1 R3 0 0 0 1 R5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 R6
[
]
& I1
& I3
M L1 & I4 C4 & I 2 L2 & I5 R5
& & T Is = 0 0 0 0 0 Is6
Yq = Q f Yb Q T f
[
]
R3
+
& U s5
1 − R6 1 1 1 + + R5 R6 jωL2 1 − R5 1 − R3 1 − R5 1 1 + + jωC4 R3 R5
& ⇒ Qf I = 0
& & & Q f Yb Q T U t = Q f I s − Q f YbU s f
——割集电压方程的矩阵形式 割集电压方程的矩阵形式
& & YqUq = I q
& & U q = Ut Yq = Q f YbQT f
——割集导纳矩阵 割集导纳矩阵 & & & I q = Q f I s − Q f YbUs ——割集等效电流源电流列向量 割集等效电流源电流列向量