电路-第三章解析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图G的任意两结点间至少有一条路 径时称为连通图，非连通图至少存 在两个分离部分。
返回 上页 下页
(4)子图
若图G1中所有支路和结点都是图 G中的支路和结点，则称G1是G 的子图。
①树(Tree)
T是连通图的一个子图且满足下 列条件： a. 连通 b.包含所有结点 c. 不含闭合路径
返回 上页 下页
u2 u3 u1 0
回路2 u4 u5 u3 0
回路3 u1 u5 u6 0
返回 上页 下页
这一步可
回路1 u2 u3 u1 0
以省去
回路2 u4 u5 u3 0
2
回路3 u1 u5 u6 0
R2 i2
i3
11
R1 i1
R4 应用欧姆定律消去支路电压得：
i4
R3 2
第3章 电阻电路的一般分析
本章重点
3.1 电路的图
3.2 KCL和KVL的独立方程数
3.3 支路电流法
3.4 网孔电流法
3.5 回路电流法
3.6 结点电压法
首页
重点 熟练掌握电路方程的列写方法： 支路电流法 回路电流法 结点电压法
返回
线性电路的一般分析方法 • 普遍性：对任何线性电路都适用。 • 系统性：计算方法有规律可循。
3 u4 u5 u6 0
1 - 2 u1 u2 u4 u5 0
注意 可以证明通过对以上三个网孔方程进
行加、减运算可以得到其他回路的KVL方程：
返回 上页 下页
结论 ①KVL的独立方程数=基本回路数=b－(n－1)
②n个结点、b条支路的电路, 独立的KCL和KVL方 程数为：
(n 1) b (n 1) b
1
3
结论
支路数＝树支数＋连支数 ＝结点数－1＋基本回路数
b n l 1 结点、支路和
基本回路关系
返回 上页 下页
例 图示为电路的图，画出三种可能的树及其对
应的基本回路。
1 45
86 3 72
5
86 7
4 86
3
4
8 2
3
注意
网孔为基本回路。
返回 上页 下页
3.2 KCL和KVL的独立方程数
1.KCL的独立方程数 1 i1 i4 i6 0
⑴图的定义(Graph)
G={支路，结点}
①图中的结点和支路各自是一个整体。 ②移去图中的支路，与它所联接的结点依然
存在，因此允许有孤立结点存在。 ③如把结点移去，则应把与它联
接的全部支路同时移去。
返回 上页 下页
(2)路径 (3)连通图
从图G的一个结点出发沿着一些支 路连续移动到达另一结点所经过的 支路构成路径。
方法的基础
• 电路的连接关系—KCL，KVL定律。 • 元件的电压、电流关系特性。 复杂电路的一般分析法就是根据KCL、KVL及元 件电压和电流关系列方程、解方程。根据列方程时所 选变量的不同可分为支路电流法、回路电流法和结点 电压法。
返回 上页 下页
3.1 电路的图
1.网络图论 图论是拓扑学的一个分支，是富有 趣味和应用极为广泛的一门学科。
a
解 ① n–1=1个KCL方程：
I1 +
70V –
7 I2 11 +
61V
2
–
b
I3 结点a： –I1–I2+I3=0
7 ② b–( n–1)=2个KVL方程：
A A
B
D
C
哥尼斯堡七桥难题
B
D
C
返回 上页 下页
2.电路的图
i
R1 R2
R3 R5
R4
+ uS _ R6
元件的串联及并联 组合作为一条支路
n4 b6
抛开元 件性质
n5 b8
1
8 3
5
2
4
1
3
5
2
4
6
7
6
一个元件作 为一条支路
有向图
返回 上页 下页
结电论路的图是用以表示电路几何结构的图形，
图中的支路和结点与电路的支路和结点一一对应。
结合KVL和支路方程列写；
向，
Rkik uSk
④求解上述方程，得到b个支路电流；
⑤进一步计算支路电压和进行其它分析。
返回 上页 下页
（2）支路电流法的特点：
支路法列写的是 KCL和KVL方程， 所以方程
列写方便、直观，但方程数较多，宜于在支路数不
多的情况下使用。
例1 求各支路电流及各电压源发出的功率。
2
1
2
2 i1 i2 i3 0
1
3 4
3
6
5
3 i2 i5 i6 0
4 i3 i4 i5 0
4
1 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 4 ＝0
结论
n个结点的电路ห้องสมุดไป่ตู้ 独立的KCL方程为n-1个。
返回 上页 下页
2.KVL的独立方程数
2
1
2
1 43
6
5
4
对网孔列KVL方程：
1 u1 u3 u4 0 3 2 u2 u3 u5 0
返回 上页 下页
例
2
有6个支路电流，需列写6个方
R2 i2
i3
11
R4 程。KCL方程:
i4
1 i1 i2 i6 0
R3 2
3
2 i2 i3 i4 0
R1 i1 34
R5 i5
3 i4 i5 i6 0
取网孔为独立回路，沿顺时
i6 针方向绕行列KVL写方程:
R6
+
uS
– 回路1
每个结点关联2条支路。
回路 23
12 75
5
84
不 是 回 路
1）对应一个图有很多的回路；
明 2）基本回路的数目是一定的，为连支数； 确 3）对于平面电路，网孔数等于基本回路数。
l bl b (n 1)
返回 上页 下页
基本回路(单连支回路) 基本回路具有独占的一条连支
6
5
6
45
2
1
3
2
1
3
2
3
R5 i5
R2i2 R3i3 R1i1 0 R4i4 R5i5 R3i3 0 R1i1 R5i5 R6i6 uS
34
i6
R6 + uS –
返回 上页 下页
小结 （1）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)个结点，列写其KCL方程； ③选定b–(n–1)个独立回路，指定回路绕行方
树
不 是 树 树支：构成树的支路 连支：属于G而不属于T的支路
明确 ①对应一个图有很多的树
②树支的数目是一定的 bt n 1
连支数： bl b bt b (n 1)
返回 上页 下页
②回路(Loop)
L是连通图的一个子图，构成一条 闭合路径，并满足：(1)连通，(2)
1 23 75
6 84
返回 上页 下页
3.3 支路电流法
1. 支路电流法
以各支路电流为未知量列写 电路方程分析电路的方法。
对于有n个结点、b条支路的电路，要求解支路
电流,未知量共有b个。只要列出b个独立的电路方程，
便可以求解这b个变量。
2. 独立方程的列写
①从电路的n个结点中任意选择n-1个结点列写
KCL方程 ②选择基本回路列写b-(n-1)个KVL方程。
返回 上页 下页
(4)子图
若图G1中所有支路和结点都是图 G中的支路和结点，则称G1是G 的子图。
①树(Tree)
T是连通图的一个子图且满足下 列条件： a. 连通 b.包含所有结点 c. 不含闭合路径
返回 上页 下页
u2 u3 u1 0
回路2 u4 u5 u3 0
回路3 u1 u5 u6 0
返回 上页 下页
这一步可
回路1 u2 u3 u1 0
以省去
回路2 u4 u5 u3 0
2
回路3 u1 u5 u6 0
R2 i2
i3
11
R1 i1
R4 应用欧姆定律消去支路电压得：
i4
R3 2
第3章 电阻电路的一般分析
本章重点
3.1 电路的图
3.2 KCL和KVL的独立方程数
3.3 支路电流法
3.4 网孔电流法
3.5 回路电流法
3.6 结点电压法
首页
重点 熟练掌握电路方程的列写方法： 支路电流法 回路电流法 结点电压法
返回
线性电路的一般分析方法 • 普遍性：对任何线性电路都适用。 • 系统性：计算方法有规律可循。
3 u4 u5 u6 0
1 - 2 u1 u2 u4 u5 0
注意 可以证明通过对以上三个网孔方程进
行加、减运算可以得到其他回路的KVL方程：
返回 上页 下页
结论 ①KVL的独立方程数=基本回路数=b－(n－1)
②n个结点、b条支路的电路, 独立的KCL和KVL方 程数为：
(n 1) b (n 1) b
1
3
结论
支路数＝树支数＋连支数 ＝结点数－1＋基本回路数
b n l 1 结点、支路和
基本回路关系
返回 上页 下页
例 图示为电路的图，画出三种可能的树及其对
应的基本回路。
1 45
86 3 72
5
86 7
4 86
3
4
8 2
3
注意
网孔为基本回路。
返回 上页 下页
3.2 KCL和KVL的独立方程数
1.KCL的独立方程数 1 i1 i4 i6 0
⑴图的定义(Graph)
G={支路，结点}
①图中的结点和支路各自是一个整体。 ②移去图中的支路，与它所联接的结点依然
存在，因此允许有孤立结点存在。 ③如把结点移去，则应把与它联
接的全部支路同时移去。
返回 上页 下页
(2)路径 (3)连通图
从图G的一个结点出发沿着一些支 路连续移动到达另一结点所经过的 支路构成路径。
方法的基础
• 电路的连接关系—KCL，KVL定律。 • 元件的电压、电流关系特性。 复杂电路的一般分析法就是根据KCL、KVL及元 件电压和电流关系列方程、解方程。根据列方程时所 选变量的不同可分为支路电流法、回路电流法和结点 电压法。
返回 上页 下页
3.1 电路的图
1.网络图论 图论是拓扑学的一个分支，是富有 趣味和应用极为广泛的一门学科。
a
解 ① n–1=1个KCL方程：
I1 +
70V –
7 I2 11 +
61V
2
–
b
I3 结点a： –I1–I2+I3=0
7 ② b–( n–1)=2个KVL方程：
A A
B
D
C
哥尼斯堡七桥难题
B
D
C
返回 上页 下页
2.电路的图
i
R1 R2
R3 R5
R4
+ uS _ R6
元件的串联及并联 组合作为一条支路
n4 b6
抛开元 件性质
n5 b8
1
8 3
5
2
4
1
3
5
2
4
6
7
6
一个元件作 为一条支路
有向图
返回 上页 下页
结电论路的图是用以表示电路几何结构的图形，
图中的支路和结点与电路的支路和结点一一对应。
结合KVL和支路方程列写；
向，
Rkik uSk
④求解上述方程，得到b个支路电流；
⑤进一步计算支路电压和进行其它分析。
返回 上页 下页
（2）支路电流法的特点：
支路法列写的是 KCL和KVL方程， 所以方程
列写方便、直观，但方程数较多，宜于在支路数不
多的情况下使用。
例1 求各支路电流及各电压源发出的功率。
2
1
2
2 i1 i2 i3 0
1
3 4
3
6
5
3 i2 i5 i6 0
4 i3 i4 i5 0
4
1 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 4 ＝0
结论
n个结点的电路ห้องสมุดไป่ตู้ 独立的KCL方程为n-1个。
返回 上页 下页
2.KVL的独立方程数
2
1
2
1 43
6
5
4
对网孔列KVL方程：
1 u1 u3 u4 0 3 2 u2 u3 u5 0
返回 上页 下页
例
2
有6个支路电流，需列写6个方
R2 i2
i3
11
R4 程。KCL方程:
i4
1 i1 i2 i6 0
R3 2
3
2 i2 i3 i4 0
R1 i1 34
R5 i5
3 i4 i5 i6 0
取网孔为独立回路，沿顺时
i6 针方向绕行列KVL写方程:
R6
+
uS
– 回路1
每个结点关联2条支路。
回路 23
12 75
5
84
不 是 回 路
1）对应一个图有很多的回路；
明 2）基本回路的数目是一定的，为连支数； 确 3）对于平面电路，网孔数等于基本回路数。
l bl b (n 1)
返回 上页 下页
基本回路(单连支回路) 基本回路具有独占的一条连支
6
5
6
45
2
1
3
2
1
3
2
3
R5 i5
R2i2 R3i3 R1i1 0 R4i4 R5i5 R3i3 0 R1i1 R5i5 R6i6 uS
34
i6
R6 + uS –
返回 上页 下页
小结 （1）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)个结点，列写其KCL方程； ③选定b–(n–1)个独立回路，指定回路绕行方
树
不 是 树 树支：构成树的支路 连支：属于G而不属于T的支路
明确 ①对应一个图有很多的树
②树支的数目是一定的 bt n 1
连支数： bl b bt b (n 1)
返回 上页 下页
②回路(Loop)
L是连通图的一个子图，构成一条 闭合路径，并满足：(1)连通，(2)
1 23 75
6 84
返回 上页 下页
3.3 支路电流法
1. 支路电流法
以各支路电流为未知量列写 电路方程分析电路的方法。
对于有n个结点、b条支路的电路，要求解支路
电流,未知量共有b个。只要列出b个独立的电路方程，
便可以求解这b个变量。
2. 独立方程的列写
①从电路的n个结点中任意选择n-1个结点列写
KCL方程 ②选择基本回路列写b-(n-1)个KVL方程。