初廣前 曹燕
摘 要:隨著現(xiàn)代電工、電子科學技術的迅速發(fā)展,電路作為電類各專業(yè)開設的一門非常重要的專業(yè)基礎課,其在基礎理論和實際應用方面起到的作用日益突出。但學習電路課的學生普遍認為電路這門課難學,為了激發(fā)學生的學習興趣,起到舉一反三,領會貫通的效果,該文對一道電路求解題,進行了多種方法的分析與求解。
關鍵詞:支路電流法 網(wǎng)孔分析法 節(jié)點電壓法
中圖分類號:O17 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)07(c)-0097-02
如圖1所示,已知:,,,
,,求A點、B點的電位、。C點為參考點。
支路電流和網(wǎng)孔電流如圖2所示。
對于該題的求解,我們采用了四種方法:基爾霍夫電流定律與歐姆定律相結合分析法;支路電流分析方法;節(jié)點電壓分析方法;網(wǎng)孔電流分析方法。下面分別分析如下。
1 基爾霍夫電流定律與歐姆定律相結合分析法
1.1 解題步驟
KCL與VCR結合法是先根據(jù)KCL列些方程組,然后把未知的支路電流根據(jù)歐姆律表示出來并代入KCL方程組,最后即可求得未知量[1]。
1.2 實例解題過程
根據(jù)圖2所示電流參考方向,對節(jié)點A、B, 由KCL(電流流入節(jié)點取“+”)
2 支路電流分析法
2.1 支路電流法的概念
以支路電流為未知量,應用基爾霍夫定律(KCL、KVL)列方程組求解,然后求解待求的其他量。
2.2 支路電流分析法的解題步驟
(1)給出各支路電流的參考方向。(2)選取n-1個節(jié)點,列出各節(jié)點的KCL方程。(3)選取b-n+1個獨立回路,列出各回路的KVL方程。(4)將獨立節(jié)點的KCL方程和獨立回路的KVL方程聯(lián)立后求解,求得各支路電流。(5)由支路電流,根據(jù)元件特性算出支路電壓及功率等量。[2]
2.3 支路電流分析法的實例解題過程
對左、中、右三個網(wǎng)孔回路,由KVL(環(huán)繞方向為順時針,電位升為取“+”)
3 結點電壓分析法
3.1 結點、電壓法的概念
結點電壓分析法是以結點電壓為未知量,列關于結點電壓方程或方程組求解,然后求解待求的其他量。
3.2 結點電壓分析法的解題步驟
(1)選定參考節(jié)點和各支路電流的參考方向,給各節(jié)點編號。(2)用規(guī)則化的方法寫出節(jié)點方程。(3)解節(jié)點方程,求出各節(jié)點電壓。(4)由節(jié)點電壓求出各支路電壓,進而求出其他待求變量。[2]
3.3 結點電壓分析法的實例解題過程
4 網(wǎng)孔電流分析法
4.1 網(wǎng)孔電流法的概念
網(wǎng)孔電流分析法是以網(wǎng)孔電流為未知量,列關于網(wǎng)孔電流的方程組,然后求解待求的其他量。
4.2 網(wǎng)孔電流分析法的解題步驟
(1)選定各支路電流的參考方向,同時選定各網(wǎng)孔電流的方向為順時針方向。(2)用規(guī)則化的方法寫出網(wǎng)孔方程。(3)解網(wǎng)孔方程,求出各網(wǎng)孔電流。(4)由網(wǎng)孔電流求出各支路電流,進而求出電壓、功率等其他待求變量。[3]
4.3 網(wǎng)孔電流分析法的實例解題過程
5 結語
該文以一道求解電位的題為例,采用了四種方法:基爾霍夫電流定律與歐姆定律相結合分析法;支路電流分析方法;節(jié)點電壓分析方法;網(wǎng)孔電流分析方法。除了這四種方法,還可以采用回路電流法、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理等方法。
參考文獻
[1] 秦曾煌.電工學(上冊)[M].7版.高等教育出版社,2009.
[2] 郭維林.電路同步輔導及習題全解[M].5版.中國水利水電出版社,2009.
[3] 姜三勇.電工學學習輔導與習題解答(上冊)[M].7版.高等教育出版社,2011.