支路电流法ppt课件.ppt

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1、支路电流法 网孔电流法 节点电压法 制作:浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院,未知数：各支路电流。,理论依据：根据基氏定律，列节点电流和回路电压方 程，然后联立求解。,一、 支路电流法,利用支路电流法解题的步骤： （1）任意标定各支路的电流的参考方向和网孔回路绕行方向。 （2）用基尔霍夫定律列出节电电流方程。有n个节点，就可以列出n-1个独立电流方程。 （3）用基尔霍夫电压定律列出l=b-（n-1）个网孔回路方程。说明：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，确定各支路电流及方向。,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

2、台发电机 的输出电流I1和I2。已知：R1=1，R2=0.6，R=24，E1=130V，E2=117V。,图1,解：（1）假设各支路电流和网孔回路绕行方向如图示。（2）列KCL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 （3）列网孔电压方程 选择网孔作回路，其方向如图示。对左、右两个回路可列电压方程： I1 R1- I2 R2+ E2-E1=0 I R+I2 R2- E2=0 （4）联立方程，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=5

3、A 从计算结果，可以看出发电机E1输出10A的电流 ，发电机E2输出-5A的电流，负载电流为5A。,例1,本例提示我们，两个电源并联时，并不都是向负载供给电流和功率的。当两电源的电动势相差较大时，就会发生某电源不但不输出功率，反而吸收功率成为负载。因此，在实际的供电系统中，直流电源并联时，应使两电源的电动势相等，内阻也应相近。有些电器设备更换电池时也要求全部同时换新的，而不要一新一旧，也是同一道理。,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所 在支路电流是已知的）解： 由电路图可见该电路中有一恒流源支路，且其大小是已知的，所以 在解题的时候只需要考虑其余两条未知支路的电流

4、即可。,（1）假设流过R1、R2的电流方向如图示。（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,试用支路电流法求解如图3电路中各支路电流，列出方程。（P191 9-13题）,例2,例3,图2,图3,支路电流法小结,解题步骤,结论,1,2,对每一支路假设一未知电流,1. 假设未知数时，正方向可任意选择。,对每个节点有,1. 未知数=B，,4,解联立方程组,对每个回路有,根据未知数的正负决定电流的实际方向。,3,列电流方程：,列电压方程：,2. 原则上，有B个支路电流就设B个未知数。,（恒流源支路除外）,例外？,(N-1),2. 独立回路的选择：

5、,已有(N-1)个节点方程，,需补足 B -（N -1）个方程。,一般按网孔选择,例4,节点数 N=4个 支路数 B=6个,（1）列节点电流方程（3个）,（2）列回路电压方程（3个）,E,由例题可看出支路电流法的缺点：电路中支路数较多时，所需方程的个数较多，求解比较复杂。,利用支路电流法求解：,I1R1-I6R6+I4R4=0 I2R2+I5R5+ I6R6 =0 - I4R4 - I5R5+I3R3-E=0,图4,二、回路（网孔）电流法,1、回路电流法：在电路中确定出全部独立回路，以回路电流为未知数，根据基尔霍夫电压定律列出含有回路电流的回路电压方程，然后求解出各回路电流，而各支路电流等于该

6、支路内所通过的回路电流的代数和。适用：支路、节点数较多的电路,2、解题步骤： (以图5所示电路为例讲解)（1）确定独立回路，并设定回路电流的绕行方向。 独立回路是指每次所选定的回路中至少要包含一条新支路，即其他支路未曾用过的支路。如图5所示，设定顺时针方向为独立回路电流的绕行方向。,（2）列以回路电流为未知量的电流电压方程。,（3）解方程求回路电流将数据代入上式可求得回路电流IA、IB、IC,（4）求各支路电流。,（5）进行验算。验算时，选外围回路列KVL方程验证。若代入数据，回路电压之和为0，则说明以上数据正确。,用网孔电流法求解图6电路中各支路电流。,解：（1）确定网孔。并设定网孔电流的绕

7、行方向。如图6所示，规定网孔电流方向和顺时针方向。,例5,（2）列以网孔电流为未知量的回路电压方程。,（3）解方程求各网孔电流。,解此方程组得：,（4）求支路电流得：,（5）验算。列外围电路电压方程验证。,图6,三、 节点电压法, 适用情况：支路数多，节点少的电路。,节点电压法解题步骤：（1）选择参考节点，设定参考方向（2）求节点电压U（3）求支路电流, 两节点的节点电压公式（以图7为例，若选择参考节点为b，节点电压方向为从a到b）,图7, 列结点电压公式的规律：,（1）分子部分： 两节点间各支路的电动势与该支路的电导乘积的代数和。（其中，当支路电动势的方向与结点电压的方向相反时取“+”，相同

8、时取“”）,（2）分母部分：两节点间各支路的电导之和。（分母总为“+”）,如图所示电路列结点电压公式为：,图7,例7 求解图7电路中各支路电流I1、I2、I3、I4 。,解：（1）选择参考节点，设定参考方向。选择电路中B点作为参考点，并设定节点电压为U，其参考方向为由A至B。（这里也可选择以A点为参考点，参考方向由B至A）,（2）求节点电压U,（3）求支路电流。,I1=（E1-U）/ R1I2=（E2-U）/ R2I3=（E3-U）/ RI4=U/ R4,RS,对于含恒流源支路的电路，列节点电压方程时应按以下规则：,分母部分：按原方法编写，但不考虑恒流源支路的电阻。,分子部分：写上恒流源的电流

9、。其符号为：电流朝向未知节点时取正号，反之取负号。电压源支路的写法不变。,如图所示，电路的结点电压公式为：,课堂小结：1、支路电流法即列出（n-1）个节点电流方程和L（网孔数）个回路电压方程，联立解方程组，从而求解出各支路电流的最基本、最直观的一种求解复杂电路的方法。 2、网孔电流法用于求支路较多的电路，避免了用支路电流法求解方程过多，带来解题繁杂的问题。解题方法是先求网孔电流再利用网孔电流求支路电流。3、节点电压法用于节点较少而网孔较多的电路。节点电压法求解步骤：选择参考节点，设定参考方向；求节点电压U；求支路电流 4、支路电流法、网孔电流法、节点电压法三种方法中，列方程时，都要特别注意方向问题。,作 业： 第190页 9-6（用支路电流法求解） 9-14 9-15,