网孔 节点分析PPT课件

1、1本章教学要求本章教学要求熟练掌握网孔分析法;了解互易定理及在电路分析计算中的应用;熟练掌握节点分析法;掌握含运算放大器的电阻电路的计算；了解电路对偶性。第1页/共26页2本次课教学要求本次课教学要求 1、熟练掌握网孔分析法； 2、了解互易定理及在电路分析计算中的应用。重点重点 网孔分析法网孔分析法难点难点 含受控电源电路的分析含受控电源电路的分析第2页/共26页32.1 网孔分析法网孔分析法: 以网孔电流为求解对象列写电路方程，从而完成电路分析计算的方法。适用场合: : 平面电路。方程的独立变量网孔电流沿网孔流动的假想电流第3页/共26页42.1.1 理论分析1. 网孔电流的特点网孔电流自动

2、地满足了KCL各支路电流与网孔电流关系 i1 = im1，i2 = im1 -im2，i3 = im2 各网孔电流之间相互独立网孔电流是一组独立的变量，以网孔电流为变量所列的方程是独立的。 第4页/共26页52. 网孔电流方程的推导该电路有3个网孔，可以列出3独立的网孔电流方程。按照左图的参考方向，根据KVL，我们有0)()(0)()(0)()(34326134332326215221431421511SSMMMMMSMMMMMSSMMMMMuuiiRiiRiRuiiRiiRiRuuiiRiiRiR第5页/共26页6网孔电流方程的标准形式整理后可得0)()(0)()(0)()(34326134

3、332326215221431421511SSMMMMMSMMMMMSSMMMMMuuiiRiiRiRuiiRiiRiRuuiiRiiRiR43364326142362652154134251541)()()(SSMMMSMMMSSMMMuuiRRRiRiRuiRiRRRiRuuiRiRiRRR第6页/共26页7结论43364326142362652154134251541)()()(SSMMMSMMMSSMMMuuiRRRiRiRuiRiRRRiRuuiRiRiRRR令333332321312232322212111313212111SMMMSMMMSMMMuiRiRiRuiRiRiRuiR

4、iRiR电压升之代数。个网孔的所有电压源的为第和，即互电阻；两个网孔的公共电阻之、为第术和，即自电阻；个网孔的所有电阻之算为第iujiRiRiiijii则有符号的确定自电阻永远取正号； 相邻网孔电流参考方向一致，互电阻取正号；否则，取负号。第7页/共26页8具有m个网孔的平面电路的网孔电流方程 SmmMmmmMmMmSMmmMMSMmmMMuiRiRiRuiRiRiRuiRiRiR2211222222121111212111在不含有受控源的电阻电路中，Rij = Rji 第8页/共26页92.1.2 计算举例1.一般步骤（1）选择合适的网孔电流。（2）列网孔电流方程。注意：自阻总是正的，互阻可

5、正可负；并注意电压源前面的“+”、“”号。（3）求解网孔电流。（4）根据所求得的网孔电流来求其他的电压和电流。第9页/共26页102.举例例1 用网孔电流法求如图所示电路中流过5 W W电阻的电流I 。 解解 (1)选取网孔电流Im1、Im2(2)列网孔电流方程(10+5)Im15Im2 = 10+30=405Im1 + (5+15)Im2 = 30+35=5(3)用消去法或行列式法，解得Im1 = 3A，Im2 = 1A I = Im1Im2 = 2 A (4)校验。取一个未用过的回路，列KVL方程有 -10 + 10Im1 + 15Im2-35 = 0 把Im1、Im2的值代入上式成立。

6、第10页/共26页11含有电流源电路的网孔法1R3R4R5R1sU5sU1I2I3I4I5I1lI2lI3lI第11页/共26页12例2W3W3W1W1UA2V011I2I3IUII3134UII3241034213III212IIA6,A2,A4321III此方法增加一个未知量，故方程数目增加第12页/共26页13例2W3W3W1W1A2V011IA23I102341I102143IA2,A431II第13页/共26页14网孔电流方程的矩阵形式6512343V29V 8VI 1I 2I 3321III=8149-5-5-2-2-3-33-829第14页/共26页153.含有受控源电路的网孔法

7、I 1I 2100200R3VrI1A100:1002000)200()200(200)200(12112rrIrIRrIIIR故列出网孔2的方程，变换后与已知方程比较：同时，还可以判断出R=200.第15页/共26页16例4I1I 21002003VAB：由第二个方程 -100I1+1200I2 =-12, 即-200I1+1200I2 =-12 -100I1+-+-1000W12V100I1+-2200W24V第16页/共26页17例5 用网孔分析法求电流I 1、 I 2 、I 3。23A54325I1I 2I 32I 3I13A I1I 010156411III3102949III030

8、3 II64601 II37401IIA1318A,136,A1327321III第17页/共26页18教材中仅含独立电源的电路例题（1 1）仅含独立电压源的电路 PP.64-66 例2-1 2-1 （2 2）独立电压源、电流源都有的电路 PP.66-67 例2-2 2-2 电流源仅在一个网孔中，其电流即网孔电流，故少一个未知数，少列一个方程，计算过程简化。例2-3 把电流源当作电压为u的电压源76303672331321321321MMMMMMMMMMMiiuiiiiiiuiii（3 3）含正弦电压源的电路 P68 例2-5第18页/共26页19 2.2 互易定理2.2.1 互易定理的描述形

9、式一21ssiiuu当 ssuu时，有 21ii。 线性电路中唯一电压源与任一支路中零内阻的电流表交换位置时，电流表的读数不变。 第19页/共26页20互易定理的证明如果线性电路具有n个独立回路，含有唯一的独立电压源uS，不含受控电源，且电压源为回路i独有，回路j的回路电流为该回路中的某一支路的电流ij，则ij的表达式为： ijsjijMui) 1(jisijiMui) 1(式中，为回路方程的系数行列式，M Mijij为R Rijij的余子式。 将电压源uS移到电流ij所在支路，则uS原支路的电流ii的表达式为： 式中，M Mjiji为R Rjiji的余子式。 由于关于主对角线对称，M Mijij与M Mjiji相等，故ij与ii相等 。 第20页/共26页21形式二 线性电路中惟一电流源与接在任意两端内阻为无穷大的电压表交换位置时，电压表的读数不变。21ssuuii当 时，有 。ssii21uu见P87 习题2-10第21页/共26页22形式三应用互易定理时要注意电压和电流的参考方向。 21ssiuiu当 时，有 。ssiu21iu第22页/共26页23例例1互易网络如图所示，已知us1=1V，i2=2A，s22 Vu 。求电流 。1i解解 由互易定理得 12s2s1iiuu代入已知条件可得 14 Ai P71 例2-6 （简化计算过程的例子）第23页/共26页24例例2解解