电路分析教案单元教学设计方案10

淄博职业学院《电路分析》课教学方案

表示支路电流，代入 KCL 方程中，得到节点电压方程组。求解出节点电压，由此可进一步求得 其他电量。

节点电压：电路中任选一节点作为参考节点，其余各节点（称为独立节点）与参考节点之 间的电压称为节点电压。 其参考方向规定为 由独立节点指向参考节点。 压方程的推导：（40分钟）

教学过程设计

［引导文］（10分钟）

给出一个电路，如右图所示。引导学生分析时发现，如果 用刚刚学到的支路电流法进行求解会比较麻烦，为了解决 此类问题（支路数较多，结点较少）提出一种新的解题 a

E O

方法：结点电压法。 R2 Ii

□! R3 I

2

结点电压法（10分钟）

基本思路：以节点电压 为电路变量，列写独立节点的 KCL 方程，同时根据VCF 用节点电压

仅含2个结点的结点电

设：V ）= 0 V,

结点a 电压为 U 参考方向从

1.用KCL 对结点a 列方程:

11 — I 2+ I S — 13 = 0

2.应用基尔霍夫电压定律或欧姆定律求各支路电流 将各电流代入 KCL 方程则有:

E 1 U R 1

I l

E 2 U R 2

I 3

U

R 3

时间 安排

+

U

将各电流代入KCL方程则有：

整理得：U

即结点电压方程: 注意：(10分钟) 巳E2

R1 R2 I S

1 1

R2 R3

E1 U

R1

E

R

1

R

(1) 上式仅适用于两个结点的电路。E2 U 1 U

R2 IS

R3

(2)分子为各含源支路等效的电流源流入该结点电流的代数和，有正

负之分，流入结点为正，流出为负；分母为各支路的所有电阻的

倒数之和。

节点法解题步骤:

(1)

(2)

(3)

(4) 选参考节点，标出各独立节点序号，设独立节点的节点电压为电路变量。用观察法列写各独立节点的KCL方程。

联立方程求解节点电压。

由节点电压求各支路电压和各支路电流，进而求解其他电量。

【注】：若电路中含有电压源与电阻串联的支路, 首先通过电源的等效变换，将其变成电流源与电阻的并联支路，再列写节点电压方程。

［例1］试用结点电压法求各支路电流。设: V b = 0 ( 20 分钟)

a

解：

1 1 I3①求结点电压u ab

U ab

R I S

丄

R

42 7

12 V

1 1 1

12 6 3

18V

42V —)

112I1I2I3

应用KVL和欧姆定律求各电流

42 U ab

12

42 18A 2A

12 12

U ab

0 7A]Q3n

18A 3A

6

U ab

3

18

3

6A

流I 1和I 4。（教材P61）

解：（1）选参考节点，标注独立节点，设独立节点的 节点电压为U 。、

U 2。。（ 2）实际电压源等效为实际电流 源。3）观察法列方程。

方法一：适当选择参考节点。选择理想电压源的一端为参考节点，则其另一端为独立节点， 此节点的节点电压由该电源本身决定，不必再列方程。

方法二：增设未知量电流。设理想电压源电流为未知量，列写节点方程组，再添加补充一个 方程——该方程为理想电压源的电压与相连的两节点电压的关系。

方法三：广义节点法。将理想电压源及其两节点用用虚线框起来，构成一假想封闭面，称为 广义节点，对此列写KCL 方程，再添加一个补充方程一一该方程为理想电压源的电压与相连的 两节点电压的关系。

「^=14庄点电压由理想电JK 源决定

—R/]+fl4CL 勺E =2—r

-QL5Ui +fl+a5?LC -J

、-U 3 - 8 |补充方程|

無得：5 二 1TV

口二 4

V I=-JA

例3-2图示电路，已知

R =R 2= Rs = 2 Q, U Si =4V , U S5=12V, I ss =3A 。试用节点法求电

（4）解得：

U 10

1

.6V U 20 6.8V

1 1 1 1

U 10

U

20

(5)则: U S1 1 1 U 10 1.2A I 4 R 4

R R 1

含理想电压源支路的节点分析法

1.3A

例却 圏示电路，试用节点注求L 解：方法一：合理选择参考节点， 増设未知量

电流. 图示选0为参考节点，设独立节 点的节点电压为Uy 增设 £V 电压源电流为几

则.

教材P62

20

----- ----------

IQ 1

$ I 甲11

f Ui (P14V ㊀ 3A

fl4v

作业 P70 3-6;3-9

教学 反馈

学生积极性高，上课效果良好。

/ 1 1

1 1 X11 ( 1 1 X11 U S1 U s ； (C --- )U 10 --- )U 20 代 R 2

R 4 R 5

& R 5 R

1

R

5

“ 1

1 )U 10

“ 1

1

1 )U

20

1

S3

U ss (

R 4

R s (

R 3

R 4

R s

R s

所以：