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节点电压法

2017-03-27 13:59分类:电工基础知识 阅读:

 

在电路中恣意挑选一个节点为非独立节点,称此节点为参看点。其它独立节点与参看点之间的电压,称为该节点的节点电压。

节点电压法是以节点电压为求解电路的不知道量,运用基尔霍夫电流规矩和欧姆规矩导出(n–1)个独立节点电压为不知道量的方程,联立求解,得出各节点电压。然后进一步求出各待求量。

节点电压法适用于构造凌乱、非平面电路、独立回路挑选费事、以及节点少、回路多的电路的剖析求解。关于n个节点、m条支路的电路,节点电压法仅需(n – 1)个独立方程,比支路电流法少[m –(n – 1)]个方程。

下图所示是具有三个节点的电路,下面以该图为例阐明用节点电压法进行的电路剖析办法和求解进程,导出节点电压方程式的通常办法。

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首要挑选节点③为参看节点,则u3 = 0。设节点①的电压为u1、节点②的电压为u2,各支路电流及参看方向见图2-3中的标明。运用基尔霍夫电流规矩,对节点①、节点②别离列出节点电流方程

节点① -is1-is2+i1+i1=0

节点② is2-is3-i2+i3 =0

用节点电压标明支路电流:

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代入节点①、节点②电流方程,得到:

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收拾后可得:

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这是具有两个独立节点的电路的节点电压方程的通常办法。也能够将其推行到具有n个节点(独立节点为n – 1 个)的电路,具有n个节点的节点电压方程的通常办法为:

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剖析上述节点方程,可知:

节点①方程中的(G1 + G2)是与节点①相联接的各支路的电导之和,称为节点①的自电导,用G11标明。因为(G1 + G2)取正值,故G11=(G1 + G2)也取正值。

节点①方程中的-G2是联接节点①和节点②之间支路的电导之和,称为节点①和节点②之间的互电导,用G12标明。G12 = - G2,故G12取负值。

节点②方程中的(G2 + G3)是与节点②相联接的各支路的电导之和,称为节点②的自电导,用G22标明。因为(G2 + G3)取正值,故G22=(G2 + G3)也取正值。

节点②方程中的G2是联接节点②和节点①之间各支路的电导之和,称为节点②和节点①之间的互电导,用G21标明。且G12 = G21 ,故G21取负值。

iS1 + iS2是流向节点①的志向电流源电流的代数和,用iS11标明。流入节点的电流取“+”; 流出节点的取“– ”。

iS3 – iS2是流向节点②的志向电流源电流的代数和,用iS22标明。iS3、iS2前的符号取向同上。

依据以上剖析,节点电压方程可写成:

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概括以上剖析,选用节点电压法对电路进行求解,能够依据节点电压方程的通常办法直接写出电路的节点电压方程。其进程概括如下:

(1)指定电路中某一节点为参看点,标出

各独立节点电位(符号)。

(2)依照节点电压方程的通常办法,依据

实习电路直接列出各节点电压方程。

列写第K个节点电压方程时,与K节点相联接的支路上电阻元件的电导之和(自电导)一概取“+”号;与K节点相有关支路的电阻元件的电导 (互电导)一概取“– ”号。流入K节点的志向电流源的电流取“+”号;流出的则取“– ”号。

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