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支路電流法的電路分析

科技綠洲 ? 來(lái)源:山羊硬件Time ? 作者:山羊硬件Time ? 2023-11-06 11:18 ? 次閱讀
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在進(jìn)行電路分析時(shí),常常會(huì)遇到一些設(shè)計(jì)復(fù)雜的電路,這時(shí)就是一個(gè)頭兩個(gè)大,手上的歐姆定律好像有點(diǎn)不夠用了。

對(duì)于不能簡(jiǎn)單用串聯(lián)和并聯(lián)進(jìn)行簡(jiǎn)化的電路回路,常常就是比較難分析的那一類(lèi),這一類(lèi)電路也叫復(fù)雜電路。碰到這類(lèi)電路,就需要結(jié)合實(shí)際根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)尋找和分析計(jì)算的簡(jiǎn)便方法。

比如說(shuō)可以試試支路電流法,它可以說(shuō)是計(jì)算復(fù)雜電路的最基本方法。

在分析上,它先是想象成各支路的電流都是未知的(未知量),然后根據(jù)基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律,根據(jù)未知量來(lái)列出方程,從而根據(jù)函數(shù)方程,來(lái)求解所需要的值是多少。

比如說(shuō)下圖中的電路,要如何進(jìn)行支路電流法的使用來(lái)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算呢?

圖片

首先從圖中可以看出,它是一個(gè)雙電源電路,并且兩個(gè)電源是并聯(lián)的。此時(shí)先標(biāo)出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的字母位置標(biāo)識(shí)(方面記錄分析),畫(huà)出各條支路上的電流方向。

本電路中有三條支路,2個(gè)節(jié)點(diǎn)(a和b),所以可以列出獨(dú)立方程來(lái)進(jìn)行求解。

所以根據(jù)基爾霍夫電流定律可以得到

結(jié)點(diǎn)a:I****1+I2-I3=0

結(jié)點(diǎn)b:I****3-I1-I2=0

然后電路也有回路(如圖中畫(huà)圈的箭頭),通過(guò)基爾霍夫電壓定律可以得到3個(gè)回路電壓方程

回路1:U1-I1R1-I3R3=0

回路2:U2-I2R2-I3R3=0

回路3:U1-I1R1+I2R2-U2=0

通過(guò)以上的方式就可以列出多個(gè)方程來(lái)求解需要的未知量,就大體能求出相應(yīng)的值啦。

最后求出來(lái)的值如果數(shù)值是正,則表示電流的實(shí)際方向和參考方向相同,如果數(shù)值是負(fù),則表示電流的實(shí)際方向與參考方向相反。

那以上就是支路電流法求解復(fù)雜電路的方法了。

歸結(jié)起來(lái)就是4步

(1)根據(jù)電路結(jié)構(gòu),確定電路的支路數(shù)和結(jié)點(diǎn)數(shù),并標(biāo)注好電流的參考方向和回路

(2)根據(jù)基爾霍夫電流定律,寫(xiě)出獨(dú)立的電流方程式,其中與參考方向一致的電流為正,與參考方向相反的電流為負(fù)。

(3)根據(jù)基爾霍夫電壓定律,寫(xiě)出獨(dú)立的電壓方程式,規(guī)定沿著繞行方向上,電壓上升與下降分為為正和負(fù)

(4)最后根據(jù)第二步,第三步得到的公式來(lái)求解各參數(shù)

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