电工文库|回路电流法的基本思想

   更新日期:2017-03-25     来源:建材之家    作者:水电之家    浏览:32    评论:0    
核心提示:为减少未知量 ( 方程 ) 的个数,假想每个基本回路中有一个回路电流沿着构成该回路的各支路流动。各支路电流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。当取网孔电流为未知量时,称网孔法。 1)支路电流与回路电流的关系  上图所示电路有两个独立回路,选两个网孔为独立回路,设网孔电流沿顺时针方向流动,如图所示。可以清楚的看出,

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水电之家讯:为减少未知量 ( 方程 ) 的个数,假想每个基本回路中有一个回路电流沿着构成该回路的各支路流动。各支路电流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。当取网孔电流为未知量时,称网孔法。 1)支路电流与回路电流的关系

上图所示电路有两个独立回路,选两个网孔为独立回路,设网孔电流沿顺时针方向流动,如图所示。可以清楚的看出,当某支路只属于某一回路(或网孔),那么该支路电流就等于该回路(网孔)电流,如果某支路属于两个回路(或网孔)所共有,则该支路电流就等于流经该支路两回路(网孔)电流的代数和。如上图电路中: 2)回路电流法列写的方程

回路电流在独立回路中是闭合的,对每个相关节点回路电流流进一次,必流出一次,所以回路电流自动满足KCL。因此回路电流法是对基本回路列写KVL方程,方程数为:b-(n-1)

与支路电流法相比,方程数减少n-1个。 2.方程的列写

应用回路法分析电路的关键是如何简便、正确地列写出以回路电流为变量的回路电压方程。以上图电路为例列写网孔的KVL方程,并从中归纳总结出简便列写回路KV方程的方法。

按网孔列写 KVL 方程如下: 网孔1:网孔2:将以上方程按未知量顺序排列整理得: 观察方程可以看出如下规律:

第一个等式中,il1前的系数 是网孔1中所有电阻之和,称它为网孔1的自电阻,用R11表示;il2前的系数是网孔1和网孔2公共支路上的电阻,称它为两个网孔的互电阻,用R12表示,由于流过R2的两个网孔电流方向相反,故R2前为负号;等式右端表示网孔1中电压源的代数和,用uS11表示,uS11中各电压源的取号法则是,电压源的电压降落分向与回路电流方向一致的取负号,反之取正号。用同样的方法可以得出等式2中的自电阻、互电阻和等效电压源分别为: 自电阻互电阻等效电压源由此得回路(网孔)电流方程的标准形式:



结论:对于具有l=b-(n -1) 个基本回路的电路,回路(网孔)电流方程的标准形式:

 

其中: 自电阻Rkk为正;

互电阻 Rjk=Rkj可正可负,当流过互电阻的两个回路电流方向相同是为正,反之为负;

等效电压源uSkk中的电压源电压方向与该回路电流方向一致时,取负号;反之取正号。

注:当电路不含受控源时,回路电流方程的系数矩阵为对称阵。

回路法的一般步骤:

(1) 选定l=b-(n -1)个基本回路,并确定其绕行方向;

(2) 对l个基本回路,以回路电流为未知量,列写 KVL 方程;

(3) 求解上述方程,得到l个回路电流;

(4) 求各支路电流(用回路电流表示 ) ;

(5) 其它分析。

注:电路中含有理想电流源和受控源时,回路方程的列写参见例题。例题 列写如下电路的回路电流方程,说明如何求解电流 i.  解1: 独立回路有三个。选网孔为独立回路如图所示,回路方程为:





从以上方程中解出网孔电流1和网孔电流2,则电流 选网孔为独立回路注:本题结果说明:

(1)不含受控源的线性网络,回路方程的系数矩阵为对称阵,满足 Rjk = Rkj。

(2)当网孔电流均取顺时针或逆时针方向时,Rjk均为负。



 解2: 为了减少计算量,可以只让一个回路电流经过R5支路如图所示。此时回路方程为:



从以上方程中解出网孔电流2,则电流

 一个回路电流经过R5支路注:解法2的特点是计算量减少了,但互有电阻的识别难度加大,易遗漏互有电阻。本题也说明独立回路的选取有多种方式,如何选取要根据所求解的问题具体分析。水电之家为您提供最全面的管材,管件,水电,电线,电工,管材水电品牌的装修知识点和各种管材水电的导购与在线购买服务,拥有最便宜的管材水电价格和最优质的售后服务,每天都有秒杀的抢购活动哦!敬请登陆水电之家:http://shuidian.jc68.com/
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