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支路電流法的電路分析

科技綠洲 ? 來源:山羊硬件Time ? 作者:山羊硬件Time ? 2023-11-06 11:18 ? 次閱讀

在進行電路分析時,常常會遇到一些設計復雜的電路,這時就是一個頭兩個大,手上的歐姆定律好像有點不夠用了。

對于不能簡單用串聯和并聯進行簡化的電路回路,常常就是比較難分析的那一類,這一類電路也叫復雜電路。碰到這類電路,就需要結合實際根據電路的結構特點來尋找和分析計算的簡便方法。

比如說可以試試支路電流法,它可以說是計算復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),然后根據基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律,根據未知量來列出方程,從而根據函數方程,來求解所需要的值是多少。

比如說下圖中的電路,要如何進行支路電流法的使用來進行參數計算呢?

圖片

首先從圖中可以看出,它是一個雙電源電路,并且兩個電源是并聯的。此時先標出各個節點的字母位置標識(方面記錄分析),畫出各條支路上的電流方向。

本電路中有三條支路,2個節點(a和b),所以可以列出獨立方程來進行求解。

所以根據基爾霍夫電流定律可以得到

結點a:I****1+I2-I3=0

結點b:I****3-I1-I2=0

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

回路1:U1-I1R1-I3R3=0

回路2:U2-I2R2-I3R3=0

回路3:U1-I1R1+I2R2-U2=0

通過以上的方式就可以列出多個方程來求解需要的未知量,就大體能求出相應的值啦。

最后求出來的值如果數值是正,則表示電流的實際方向和參考方向相同,如果數值是負,則表示電流的實際方向與參考方向相反。

那以上就是支路電流法求解復雜電路的方法了。

歸結起來就是4步

(1)根據電路結構,確定電路的支路數和結點數,并標注好電流的參考方向和回路

(2)根據基爾霍夫電流定律,寫出獨立的電流方程式,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。

(3)根據基爾霍夫電壓定律,寫出獨立的電壓方程式,規定沿著繞行方向上,電壓上升與下降分為為正和負

(4)最后根據第二步,第三步得到的公式來求解各參數

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