《电路》第三章 电阻电路的一般分析方法

第3章电阻电路的一敷分析方法 ◆重点: 熟练掌握电路方程的列写方法: 支路电流法 回路电流法 结点电压法

第3章 电阻电路的一般分析方法  重点： 熟练掌握电路方程的列写方法： 支路电流法 回路电流法 结点电压法

31电路的图 求解电路的一般方法:不需要改变电路的结构 首先,选择一组合适的电路变量(电流和或电 压),根据KCL和KVL及元件的电压电流关系 (VCR)建立该组变量的独立方程组,即电路方程, 然后从方程中解出电路变量。对于线性电阻电路, 电路方程是一组线性代数方程。 学习图论的初步知识,以便研究电路的连接 性质并讨论应用图的方法选择电路方程的独立变 量

3.1 电路的图 求解电路的一般方法：不需要改变电路的结构。 首先，选择一组合适的电路变量（电流和/或电 压），根据KCL和KVL及元件的电压电流关系 （VCR）建立该组变量的独立方程组，即电路方程， 然后从方程中解出电路变量。对于线性电阻电路， 电路方程是一组线性代数方程。 学习图论的初步知识，以便研究电路的连接 性质并讨论应用图的方法选择电路方程的独立变 量

拓扑图w“·艹 七桥问题 拓扑图 B 问事 D 夫妻 村 女 A 父子 同学 E 人际关系 拓扑图 A B B C 电网络 拓扑图

图的基本概念 电路的“图”:是指把电路中每一条支路画成抽象 的线段形成的一个结点和支路的集合。 每条支路的两端都连到相应的结点上。 支路用线段描述,结点用点描述。 注意:在图的定义中,结点和支路各自为一个整 体,但任意一条支路必须终止在结点上 移去一条支路并不等于同时把它连接的结 点也移去,所以允许有孤立结点存在。若 移去一个结点,则应当把与该结点连接的 全部支路都同时移去

一．图的基本概念 电路的“图”：是指把电路中每一条支路画成抽象 的线段形成的一个结点和支路的集合。 每条支路的两端都连到相应的结点上。 支路用线段描述，结点用点描述。 注意：在图的定义中，结点和支路各自为一个整 体，但任意一条支路必须终止在结点上。 移去一条支路并不等于同时把它连接的结 点也移去，所以允许有孤立结点存在。若 移去一个结点，则应当把与该结点连接的 全部支路都同时移去

例 有向图:赋予支路方向的图。电流、电压取关联参 考方向 无向图:未赋予支路方向的图

例: 有向图：赋予支路方向的图。电流、电压取关联参 考方向。 无向图：未赋予支路方向的图

32KCL和KVL的独立方程数 KCL的独立方程数 列KCL方程: 2 结点1:i-i4-i=0 ① 3 ③结点2:-1-2+i=0 4 5 结点3:2+i5+i6=0 结点:-i3+i4-i=0 6 0=0

3.2 KCL和KVL的独立方程数 一．KCL的独立方程数 列KCL方程： 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 结点1： i 1 − i 4 − i 6 = 0 结点2： − i 1 − i 2 + i 3 = 0 结点3： i 2 + i 5 + i 6 = 0 结点4： − i 3 + i 4 − i 5 = 0 0=0 ?

对所有结点都列写了KCL方程, 而每一条支路与两个结点相联, 并且每个支路电流必然从其中 ① ③个结点流出,流入另一结点。因 此,在所有KCL方程中,每个支 路电流必然出现两次,一次为正, 次为负。上述4个方程中任意3 个为独立的。 结论:对于具有n个结点的电路,任意选取(n-1)个 结点,可以得出(n-1)个独立的KCL方程 相应的(n-1)个结点称为独立结点

对所有结点都列写了KCL方程， 而每一条支路与两个结点相联， 并且每个支路电流必然从其中一 个结点流出，流入另一结点。因 此，在所有KCL方程中，每个支 路电流必然出现两次，一次为正， 一次为负。上述4个方程中任意3 个为独立的。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 结论: 对于具有n个结点的电路，任意选取(n-1)个 结点，可以得出(n-1)个独立的KCL方程。 相应的(n-1)个结点称为独立结点

二.KVL独立方程数 路径:从一个图G的某一结点出发,沿着一些支 路移动,从而到达另一结点(或回到原出 发点),这样的一系列支路构成图G的 条路径。 连通图:当G的任意两个结点之间至少存在一条支 路时,G为连通图。 回路:如果一条路径的起点和终点重合,且经过的 其它结点都相异,这条闭合的路径为G的一 个回路

二．KVL独立方程数 路径：从一个图G的某一结点出发，沿着一些支 路移动，从而到达另一结点（或回到原出 发点），这样的一系列支路构成图G的一 条路径。 连通图：当G的任意两个结点之间至少存在一条支 路时，G为连通图。 回路：如果一条路径的起点和终点重合，且经过的 其它结点都相异，这条闭合的路径为G的一 个回路

例 回路1(1,5,8) 5 u1+us -u8=0 7 3 回路2(2,6,5) 4 2+l6-l=0 回路3(1,2,6,8) u1+u2+l6-lg=0 有13个不同的回路,但独立回路数要少 于13个。对每个回路列KVL方程,含有非独 立方程。 利用“树”的概念寻找一个电路的独立回路组

例： 有13个不同的回路，但独立回路数要少 于13个。对每个回路列KVL方程，含有非独 立方程。 回路1（1，5，8） 回路2（2，6，5） 回路3（1，2，6，8） u1 + u5 − u8 = 0 u2 + u6 − u5 = 0 u1 + u2 + u6 − u8 = 0 利用“树”的概念寻找一个电路的独立回路组。 1 2 4 3 5 8 6 7 • • • • •

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