《电路》课程教学资源（PPT专题讲稿）第三章（3-5）回路电流法

课题:回路电流法 主要内容: 1、回路电流法 2、支路电流法、网孔电流法、回路电 流法的比较

主要内容： 1、回路电流法 2、支路电流法、网孔电流法 、回路电 流法的比较。 课题：回路电流法

34回路电流法 (loop current method) 1回路电流法→以基本回路中的回路电流为未知量 列写电路方程分析电路的方法 ●基本思想为减少未知量(方程)的个数,假想每个回路中 有一个回路电流。各支路电流可用回路电流的 线性组合表示。来求得电路的解 a 独立回路为2。选图示的两个独立 R 回路,支路电流可表示为 In+ h usi l1 /2 b /2

3.4 回路电流法 (loop current method) ⚫基本思想 为减少未知量(方程)的个数，假想每个回路中 有一个回路电流。各支路电流可用回路电流的 线性组合表示。来求得电路的解。 1.回路电流法 以基本回路中的回路电流为未知量 列写电路方程分析电路的方法。 i1 i3 uS1 uS2 R1 R2 R3 b a + – + – i2 i l1 i l2 独立回路为2。选图示的两个独立 回路，支路电流可表示为： 2 2 1 1 1 3 2 l l l l i i i i i i i = − = =

●列写的方程 回路电流在独立回路中是闭合的,对每个相关节点均流进一 次,流出一次,所以KCI自动满足。因此回路电流法是对独立回 路列写KVL方程,方程数为 与支路电流法相比, b-(m-1)方程数减少n1个。 2方程的列写回路1:Rin+Rtn-h)st+s2=0 a 回路2:R2(i2-i)+R3in-ls2=0 整理得 R inRo (R1+ R2)in-R2in=usI-us2 SI Rin+(r2+R)in=us2 b

回路电流在独立回路中是闭合的，对每个相关节点均流进一 次，流出一次，所以KCL自动满足。因此回路电流法是对独立回 路列写KVL方程，方程数为： ⚫列写的方程 与支路电流法相比， 方程数减少n-1个。 回路1：R1 i l1+R2 (i l1- i l2 )-uS1+uS2=0 回路2：R2 (i l2- i l1 )+ R3 i l2 -uS2=0 整理得： (R1+ R2 )i l1-R2 i l2=uS1-uS2 - R2 i l1+ (R2 +R3 )i l2 =uS2 b − (n −1) i1 i3 uS1 uS2 R1 R2 R3 b a + – + – i2 i l1 i l2 2. 方程的列写

观察可以看出如下规律: R1=R1+R2回路1的自电阻。等于回路1中所有电阻之和。 R2=R2+R3回路2的自电阻。等于回路2中所有电阻之和。 自电阻总为正。 R12=R21=-R2回路1、回路2之间的互电阻。 当两个回路电流流过相关支路方向相同时,互电阻取 正号;否则为负号。 n=ls1-2回路1中所有电压源电压的代数和。 un=ls2回路2中所有电压源电压的代数和。 当电压源电压方向与该回路方向一致时,取负号;反之 取正号

R11=R1+R2 回路1的自电阻。等于回路1中所有电阻之和。 观察可以看出如下规律： R22=R2+R3 回路2的自电阻。等于回路2中所有电阻之和。 自电阻总为正。 R12= R21= –R2 回路1、回路2之间的互电阻。 当两个回路电流流过相关支路方向相同时，互电阻取 正号；否则为负号。 ul1= uS1-uS2 回路1中所有电压源电压的代数和。 ul2= uS2 回路2中所有电压源电压的代数和。 当电压源电压方向与该回路方向一致时，取负号；反之 取正号

由此得标准形式的方程:R1in+R12i2=n Ruin+rain=us 对于具有=b-(n-1)个回路的电路,有: Ruin+rin..+RuiFusil R2jin+Ruin+. +r2iiFus22 Rnintrnint. +Ruiusu 其中: RAk:自电阻(为正) +:流过互阻的两个回路电流方向相同 R:互电阻 :流过互阻的两个回路电流方向相反 0:无关

R11i l1+R12i l2 =uSl1 R12i l1+R22i l2 =uSl2 由此得标准形式的方程： 对于具有 l=b-(n-1) 个回路的电路，有: 其中: Rjk:互电阻 + : 流过互阻的两个回路电流方向相同 - : 流过互阻的两个回路电流方向相反 0 : 无关 R11i l1+R12i l2+ …+R1l i ll=uS11 … R21i l1+R22i l2+ …+R2l i ll=uS22 Rl1 i l1+Rl2 i l2+ …+Rll i ll=uSll Rkk:自电阻(为正)

例1.用回路电流法求解电流 解1独立回路有三个,选网孔为独立回路 (Rs+R+ R)i-ri2-R4i3=Us R,G1+(R1+R2+ R5)i2-Rsi3=0 R4i1-R5i2+(R3+R4+Rs)i3=0 表明 (1)不含受控源的线性网络 Rk=R,系数矩阵为对称阵 (2)当网孔电流均取顺(或逆时 针方向时,R均为负

例1. 用回路电流法求解电流 i. 解1 独立回路有三个，选网孔为独立回路： i1 i3 i2 S US (R + R1 + R4 )i 1 − R1 i 2 − R4 i 3 = − R1 i 1 + (R1 + R2 + R5 )i 2 − R5 i 3 = 0 − R4 i 1 − R5 i 2 + (R3 + R4 + R5 )i 3 = 0 （1）不含受控源的线性网络 Rjk=Rkj , 系数矩阵为对称阵。 （2）当网孔电流均取顺（或逆时 针方向时，Rjk均为负。 表明 2 3 i = i − i RS R5 R4 R3 R1 R2 US + _ i

解2只让一个回路电流经过R支路 (Rs+R+R4)1-R1i2-(R1+R4)i3=Us R1i1+(R1+R2+R5)i2+(R1+R2)i3=0 (R1+R4)1+(R1+R2)i2+(R1+R2+R3+R4)3=0 R 特点 Rs (1)减少计算量 U (2)互有电阻的识别难度加 R 大,易遗漏互有电阻

RS R5 R4 R3 R1 R2 US + _ i 解2 只让一个回路电流经过R5支路 S US (R + R1 + R4 )i 1 − R1 i 2 − (R1 + R4 )i 3 = − R1 i 1 + (R1 + R2 + R5 )i 2 + (R1 + R2 )i 3 = 0 − (R1 + R4 )i 1 + (R1 + R2 )i 2 + (R1 + R2 + R3 + R4 )i 3 = 0 i1 i3 i2 2 i = i 特点 （1）减少计算量 （2）互有电阻的识别难度加 大，易遗漏互有电阻

回路法的一般步骤: (1)选定lb-(n-1)个独立回路,并确定其绕行方向; (2)对个独立回路,以回路电流为未知量,列写其KⅥL方程; (3)求解上述方程,得到个回路电流; (4)求各支路电流(用回路电流表示) (5)其它分析

回路法的一般步骤： (1) 选定l=b-(n-1)个独立回路，并确定其绕行方向； (2) 对l 个独立回路，以回路电流为未知量，列写其KVL方程； (3) 求解上述方程，得到l 个回路电流； (5) 其它分析。 (4) 求各支路电流(用回路电流表示)；

3.理想电流源支路的处理 引入电流源电压,增加回路电流和电流源电流的关系方程。 例 (Rs+rI+R4)i-Rii2-R4i3=US R11+(R1+R2)2=U4电流源看作电 压源列方程 R41+(R3+R4)3=-0 R R 增补方程: R岛 R

3.理想电流源支路的处理 ⚫ 引入电流源电压，增加回路电流和电流源电流的关系方程。 例 RS R4 R3 R1 R2 US + _ iS U _ + i1 i3 i2 S US (R + R1 + R4 )i 1 − R1 i 2 − R4 i 3 = − R1 i 1 + (R1 + R2 )i 2 = U − R4 i 1 + (R3 + R4 )i 3 = −U 2 3 i i i S = − 电流源看作电 压源列方程 增补方程：

选取独立回路,使理想电流源支路仅仅属于一个回路 该回路电流即l B(Rs+R+RAi,,i,-(R,+RAi=U 为已知电流,实际减少了一方程 (R1+R4川1+(R1+R2)i2+(R1+R2+R3+R4)i3=0 R

⚫ 选取独立回路，使理想电流源支路仅仅属于一个回路, 该回路电流即 IS 。 RS R4 R3 R1 R2 US + _ iS i1 i3 i2 S US 例 (R + R1 + R4 )i 1 − R1 i 2 − (R1 + R4 )i 3 = − (R1 + R4 )i 1 + (R1 + R2 )i 2 + (R1 + R2 + R3 + R4 )i 3 = 0 S i = i 2 为已知电流，实际减少了一方程