支路电流法例题_支路电流法解题适用方案
支路电流法即是以支路电流为不知道量来列出电路方程,关于任何一个线形或非线形电路,假如咱们首要能求出各支路中电流。再求各支路电压或元件两头的电压。其元件发作或耗费的功率都能够方便的解决。下面以图中电路为例详细阐明支路电流法的解题进程。
一、解题进程<XML:NAMESPACE PREFIX = O />
标出各不知道支路电流的参看方向
此图中设三条支路的电流为不知道量,其参看方向如图所示。
.依据KCL列出结点电流方程
图中(衔接1)有a,b两个结点,别离运用KCL可得到:
节点a:
节点b:
显着,其间一个方程可由另一个改换而成,即节点电流方程有一个是无效的。
一般来说,一个电路假如有n个节点,则能够列出(n-1)个有用的电流方程式,称为独立电流方程式。
本图中,因为n=2,则上述两式中可任取其一作为独立的电流方程式。
.依据KVL列出回路电压方程
共有三个回路。即abca, adba, adbca..由KVL可列出三个回路电压方程式。但经过剖析咱们一样发现其间仅有两个回路电压方程式是独立有用的。本图已设三个不知道量,共需三个独立的方程。前面已由KCL列出了一个独立的方程。这儿再由KVL列出两个独立的电压方程,恰好就满意了悉数的请求。
一般状况下,关于具有n个节点,b条支路的电路。由KCL能够列出(n-1)个独立的电流方程。而余下的独立方程数l=b-(n-1)个回路电压方程则可相应地由KVL列出。咱们在关于回路列写KVL方程时,假如每个回路中起码包含一个新的支路,则方程即是独立的。
一种较为简洁的办法即是依照网孔来列KVL方程,网孔是回路的分外的办法,它的内部没有别的的支路。图中abca和adba即是两个网孔。而adbca则不是。因为其内部有支路ab。依据有关“网络拓扑理论”的描绘可知,电路图中悉数网孔即是一组独立的回路,网孔数等于b-(n-1)个。
图中网孔内用虚线标出所选定的回路绕行方向。列出KVL方程连同前面已列出的KCL方程。可得到以下方程组:
.联络求解方程组
用消元法或行列式来核算不知道量。
.成果查验
将核算出的各支路电流值对所设定的非独立节点列写KCL,或许对未列KVL方程的一个回路进行核算,还能够经过功率平衡联络来查验核算成果的精确性。
支路电流法的短少的本地是:当支路的数目较多的时分。方程的数目也相应较多,核算起来较为繁琐。
二、例题
例题1: 在图中,用支路电流法求支路电流 ,
和
。
解 选定各支路电流的参看方向如图中所示。
对结点 a,列KCL方程,有
对两个网孔别离列KVL方程,得
将有关数据代如方程组并收拾,可得
解得
例题2:在如图所示电路中,已知
。求支路电流
及电流源的端电压
解: 该电路共有四条支路,因为 与
串联,依据电流源的外特性可知, 不会改动此支路中的电流的巨细,所以这条支路中电流仍为3A,这时,咱们待求的不知道变量就成为求解另三个支路电流
。
用支路电流法列出的KCL和KVL方程组为:
联立求解得
还有
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