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支路电流法专题知识专业知识讲座.ppt

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5、第五级,*,*,本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。,第一部分 说课,教学过程,课程设置,学生学情,重点难点,教学目标,总体结构,一、课程设置,从结构层面上看,本节内容主要起到,承上启下,的作用:,1,、有别于初、高中时用串并联分析法对,简单电路,进行分析的方式,进入对直流,复杂电路,的分析;,2,、掌握好支路电流法,对后续几种直流电路分析方法的学习具有参考作用。,1,、电阻的串联、并联及混联,2,、支路电流法,3,、电压源、电流源等效变换,4,、节点电压法,5,、叠加原理,6,、戴维南定律,直流电路分析方法,二、学生学情,通过

6、之前的学习,学生已经具备的知识:,1,、电路的组成,2,、电流及电压的参考方向,3,、基尔霍夫定律,三、教学目标,理解,支路电流法分析电路的基本原理;,掌握,应用支路电流法分析电路的能力。,四、重点难点,重点:,掌握支路电流分析法,难点:,支路电流法应用过程中,应用基,尔霍夫电压定律(,KVL),列方程,时,选定的环路绕行方向与电压,参考方向之间的关系。,五、教学过程,回顾基尔霍夫定律,介绍支路电流法的基本原理,对比简单电路和复杂电路,引入学习本节内容的原因,通过例题,讲解如何应用支路电流法进行电路分析,Why,What,How,第一部分 说课,第二部分 教学内容,支路电流法,学习目的:,掌握

7、支路电流法的解题方法,一、导入,如图所示,已知电源,E,1,及电阻,R,1,、,R,2,、,R,3,的大小,求各支路电流,I,1,、,I,2,、,I,3,?,b,a,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,b,a,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,如图所示,已知电源,E,1,、,E,2,及电阻,R,1,、,R,2,、,R,3,的大小,求各支路电流,I,1,、,I,2,、,I,3,?,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,可以看出:电阻串、并联等效简化的方法只适用于,简单电路,,即无源电路或者

8、单个电源电路。对于,复杂电路,(有两个及两个以上电源的电路),电阻的串、并联等效简化则不适用。,二、新课内容,1,、什么是支路电流法?,支路电流法:,以支路电流为未知量,应用,基尔霍夫定律(,KCL,、,KVL,),列方程组,,解出各支路电流。,基尔霍夫电流定律(,KCL,):,电路中任意一个节点上,在任何时刻,流入节点的电流之和,等于流出节点的电流之和,,,即:,I,入,=,I,出,对节点,A,应用,KCL:,I,1,+I,3,=I,2,+I,4,+I,5,在引入,参考方向,以后,如果假设流入节点的电流为正,流出节点的电流为负,可得基尔霍夫第一定律的另一种表述:,对于电路中任意一个节点,流进

9、该节点电流的代数和等于,0,即:,I,=0,I,1,-I,2,+I,3,-I,4,-I,5,=0,基尔霍夫电压定律(,KVL,):,在闭合回路中,从一点出发,绕回路一周回到该点时,,各段电压的代数和等于零,即:,U=0,注意:,参考方向与绕行方向,一致,,电压为,正,,,参考方向与绕行方向,相反,,电压为,负,。,选取,a,点为起点,绕行方向为顺时针方向,2,、支路电流法的基本原理:,支路数:,3,节点数:,2,回路数:,3,网孔数:,2,3,条支路,待求电流,I,1,、,I,2,、,I,3,,共,3,个,,3,个未知数需要,3,个独立的一元一次方程。,1,2,b,a,+,-,E,2,R,2,

10、R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,3,支,路数:,m,=3,(最少方程数),节点数:,n,=2,(,KCL,方程数),网孔数:,l,=2,(,KVL,方程数),n+l m,支路电流法的基本原理:,待求支路电流数为,m,,需要,m,个独立的一元一次方程,而实际可以列出,n,个,KCL,方程,,l,个,KVL,方程。方程数大于待求支路电流数,条件足够求出各支路电流。,1.,在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路,标出回路绕行方向。,2.,应用,KCL,对节点,列出,(,n,1),个独立的节点电流,方程。,3.,应用,KVL,对回路,列出,m,(,n,1),个,独立的回路

11、电压方程,(,通常可取,网孔数,l,列出,),。,4.,联立求解,m,个方程,求出各支路电流。,三、支路电流法的解题步骤,:,b,a,+,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,对节点,a,:,例,1,:,1,2,I,1,+,I,2,I,3,=0,对网孔,1,:,对网孔,2,:,I,3,R,3,E,1,+I,1,R,1,=0,I,2,R,2,+,E,2,I,3,R,3,=0,例,2,:如图所示电路,已知:,E,1,=42 V,,,E,2,=21 V,,,R,1,=12,,,R,2,=3,,,R,3,=6,,试求:各支路电流,I,1,、,I,2,、,I,3,

12、解:该电路支路数,m,=3,、,节点数,n,=2,,所以应列出,1,(,n-1,),个节点电流方程和,2,(网孔数),个回路电压方程,:,(,1,),I,1,I,2,I,3,=0,(,任一节点,),(,2,),E,2,+,I,2,R,2,E,1,+,I,1,R,1,=0,(,网,孔,1,),(,3,),I,3,R,3,I,2,R,2,+,E,2,=0,(,网,孔,2,),I,1,=,I,2,+,I,3,=0,-21+3,I,2,-42+12,I,1,=0,6,I,3,-3,I,2,+21=0,I,1,=4 A,,,I,2,=5 A,I,3,=,1 A,(1),应用,KCL,列,(,n,-1

13、),个结节点电流方程,因支路数,m,=6,,,所以要列,6,个方程。,(2),应用,KVL,选网孔列回路电压方程,(3),联立解出,I,G,例,3,:,a,d,b,c,E,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,2,I,4,I,G,I,1,I,3,I,对结点,a,:,I,1,I,2,I,G,=0,对网孔,abda,:,I,G,R,G,I,3,R,3,+,I,1,R,1,=0,对结点,b,:,I,3,I,4,+,I,G,=0,对结点,c,:,I,2,+,I,4,I,=0,对网孔,acba,:,I,2,R,2,I,4,R,4,I,G,R,G,=0,对网孔,bcdb,:,I,4,R,4,+,I,3,R,3,=,E,试求检流计中的电流,I,G,。,R,G,由例,3,可以看出:虽然支路电流法是电路分析中最基本的方法之一,但当,支路数较多时,,所需方程的个数较多,,求解不方便。,支路电流法的特点:,直观,列方程简便;待求支路电流数太多时,求解不方便。,6V,3,+,+,12V,2A,6,1,1,2,I,谢谢!,

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