直流电路分析方法总结

时间:2024-10-03 07:31:01 电子技术/半导体/集成电路 我要投稿
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直流电路分析方法总结

  总结是把一定阶段内的有关情况分析研究,做出有指导性的经验方法以及结论的书面材料,它可以给我们下一阶段的学习和工作生活做指导,让我们好好写一份总结吧。那么总结有什么格式呢?以下是小编为大家整理的直流电路分析方法总结,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

直流电路分析方法总结

  解决复杂直流电路问题的基本依据是两类约束:第一约束是拓扑约束——基尔霍夫定律(节点电流定律——KCL与回路电压定律KVL),第二约束是元件约束——电阻元件、电源元件及受控元件的伏安关系(VCR)。

  同一电路可用不同的分析方法,计算出同一结果。例如支路电流法——是以支路电流为变量,列写出电路的KCL与KVL方程组,最后求解联立方程得到电路的各支路电流及其电压。与此相应,还有支路电压法。这两种方法共同的不足之处是:当电路的支路数目较多时,列写方程和求解联立方程都比较繁琐,而且容易出错。采用节点分析法与网孔分析法,可减少分析、计算电路所需独立方程的数目,而且具有普遍的适用性;而使用叠加定理与戴维南定理,可简化电路的分析、计算。现谈谈运用“节点分析法、网孔分析法和叠加定理、戴维南定理”的方法:

  1、节点电压分析法

  第一,要掌握“节点电压分析法”,必须理清如下几个概念:“节点”、“节点电压”、“自电阻”与“互电阻”

  第二,掌握“节点电压法”的解题步骤:

  1)对于n个节点的电路,选定参考节点(并用接地符号标志),标出其余(n—1)个独立节点的符号;

  2)对于(n—1)个独立节点,以节点电压为未知量,列出节点电压表示的每个节点电流方程;其中列写用节点电压表示的节点电流方程的规律可归纳如下:本节点的节点电压×本节点所有自电导之和+相邻节点的节点电压×本节点与相邻节点间所有互电导之和=本节点所有有源支路的电流源的代数和。(其中:电流源IS流入为正,流出为负;而电压源uS必须转换为电流源IS)。

  3)将所列的节点电流方程联立成方程组,求解得到(n—1)个节点电压;

  4)用节点电压表示求出各支路电流(支路两端的节点电压之差除以该支路上的电阻)。

  2、网孔电流分析法

  第一、要掌握“网孔电流分析法”,必须理清如下几个概念:“网孔”、“独立回路”。

  第二、掌握“网孔电流分析法”的解题步骤:

  1)选定网孔,确定其绕行方向,并在电路图上标明网孔电流及其参考方向。网孔数l=b—(n—1),其中b为支路数,n为节点数。若全部网孔电流均选为顺时针(或反时针)方向,则网孔方程的全部互电阻项均取负号。其实,自阻为正时,互阻的正负取决于流过互阻的两个相关网孔电流方向是否一致,若一致为正,反之为负。

  2)对于l个网孔,以网孔电流为未知量,列出网孔电流表示的各回路电压KVL方程;其中列写用网孔电流表示的各回路电压方程的规律可归纳如下:

  本网孔的网孔电流×本网孔所有自电阻之和+相邻网孔的网孔电流×本网孔与相邻网孔间所有互电阻之和=本网孔所有电压源的电压代数和。(其中:电压源的电压US的方向与网孔电流一致时为正,相反为负)

  3)将所列的回路电压方程联立成方程组,求解得到l个网孔电流;

  4)用网孔电流表示求出各支路电流,VCR方程,求得各支路电压。

  3、叠加定理

  只要是一个线性电路,当它有多个电源共同作用时,多个电源在电路中产生的响应,均可看作是各个电源单独作用下在电路中产生的响应的叠加。

  第一、要掌握“叠加定理”,必须理清如下几个概念:“线性电路”、“线性元件”。

  第二、掌握“叠加定理”的解题步骤:

  1)分清该电路是否属于线性电路,并数清该电路的作用电源数及在图上标出各支路电流;

  2)然后由各个电源单独作用时,求出各支路电流,并分别在图上标出;

  3)各支路电流等于各个电源单独作用时各支路电流的代数和。

  4、戴维南定理

  第一、要掌握“戴维南定理”,必须理清如下几个概念:“单口网络”、“二端网络”、“有源二端网络”、“无源二端网络”。

  第二、掌握“戴维南定理”的解题步骤:

  1)将电路分为一个有源二端网络与待求支路两部分,并将待求支路断开,求有源二端网络的开路电压Uab;

  2)将有源二端网络的所有电源置零处理(理想电压源US短路处理,理想电流源Is开路处理),使有源二端网络端成为一个无源二端网络,然后应用电阻的串、并联公式或Y、Δ变换求出无源二端网络的入端电阻R入,等效为开路电阻Rab;

  3)将有源二端网络的开路电压Uab作为等效电源的电压US,开路电阻Rab作为等效电压源的内阻RS,用US和RS相串联组成戴维南等效电路,代替原来有源二端网络,然后接上待求支路,利用欧姆定律可求出待求支路上的电流及其电压。

  总之,对于同一电路,可用不同的分析方法,得出相同的结果。掌握好分析电路的方法和基本定理,可让我们更熟练应用于各种电路的分析、列写电流与电压方程、计算出电路各支路的电压与电流,达到学习电路分析的目的。

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