【电工根底】支路电流法
但凡能够用串、并联联络简化为无分支电路的电路,称为简略电路,不然称为凌乱电路。
对于简略电路能够运用欧姆规矩和电阻串、并联常识直接求解。对于凌乱电路则需求运用克希荷夫规矩或下面几节中介绍的其它办法求解。
支路电流法是以支路电流为不知道量,依据克希荷夫规矩列联立方程,解出各不知道电流的办法,它是求解凌乱电路的根柢办法。
一、支路电流法
运用支路电流法解题的进程:
(1)恣意标定各支路电流的参看方向和网孔绕行方向。
(2)用基尔霍夫电流规矩列出节点电流方程。有n个节点,就能够列出n-1个独立
电流方程。
(3)用基尔霍夫电压规矩列出L=b-(n-1)个网孔方程。
阐明:L指的是网孔数,b指是支路数,n指的是节点数。
(4)代入已知数据求解方程组,断定各支路电流及方向。
例1试用支路电流法求图1中的两台直流发电机并联电路中的负载电流I及每台发电机
的输出电流I1、和I2。已知:R1=1Ω,R2=0.6Ω,R=24Ω,E1=130V,E2=117V。
解:(1)假定各支路电流的参看方向和网孔绕行方向如图示。
(2)依据KCL,列节点电流方程
该电路有A、B两个节点,故只能列一个节点电流方程。对于节点A有:
I1+I2=I ①
(3)列网孔电压方程
该电路中共有二个网孔,别离对左、右两个网孔列电压方程:
I1 R1- I2 R2+ E2-E1=0 ② (沿回路循行方向的电压降之和为零,假定在
I R+I2 R2- E2=0 ③ 该循行方向上电压添加则取负号)
(4)联立方程①②③,代入已知条件,可得:
-I1-I2+I=0
I1-0.6I2=130-117
0.6I2+24I=117
解得各支路电流为:
I1=10A I2=-5A I=5A
从核算效果,能够看动身电机E1输出10A的电流 ,发电机E2输出-5A的电流,负载电流为5A。由此能够知道:
定论:两个电源并联时,并不都是向负载供应电流和功率的,当两电源的电动势相差较大时,就会发作某电源不光不输出功率,反而吸收功率变成负载。因而,在实习供电体系中,直流电源并联时,应使两电源的电动势持平,内阻应邻近。
所以当具有并联电池的设备换电池的时分,要悉数一同换新的,而不要一新一旧。
思考:若将例1中的电动势E2、I2极性沟通,列出用支路电流法求解I、I1、和I2所需的方程。
早年面的比方能够看出:支路电流法便是经过联立n-1个节点电流方程,L个网孔电压方程(n为节点数,L为网孔数)。但所需方程的数量取决于需求处理的不知道量的多少。准则上,恳求B条支路电流就设B个不知道数。那么有没有特例呢?
例2 用支路电流法列出如图2电路中各支路电流的方程。(已知恒流源IS地址支路电流是已知的)
解: 由电路图可见该电路中有一恒流源支路,且其巨细是已知的,所以在解题的时分只需求思考别的两条不知道支路的电流即可。
(1)假定流过R1、R2的电流方向及
网孔绕行方向如图示。
(2)列节点电流方程:
I1+I2= IS
(3)列网孔电压方程
I2 R2+E-I1 R1=0
联立以上两个方程,代入数据即可求得。
(象这种具有一个已知支路电流的电路就能够少列一个方程)
例3 试用支路电流法求解如图3电路中各支路电流,列出方程。
解:各支路电流、网孔绕行方向如图3示。列KCL、KVL规矩,得:
<!--[if !vml]--><!--[endif]--> I1+I2+10=I
E2-I2 R2+ I1 R1- E1=0
I RL+I2 R2- E2=0
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