【摘 要】《電工基礎(chǔ)》是中職院校工科類專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，不同專業(yè)的難易要求各不相同。對(duì)于機(jī)電專業(yè)的學(xué)生而言，要求相對(duì)較高。不僅要掌握電路的基礎(chǔ)知識(shí)及簡(jiǎn)單直流和交流電路的分析，更要學(xué)會(huì)復(fù)雜直流電路的分析。如何讓學(xué)生能靈活運(yùn)用復(fù)雜直流電路的四種常用分析方法，就成為教師需要深度考慮的一個(gè)問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】支路電流法 電源等效變換法 戴維南定理 疊加原理

我校機(jī)電專業(yè)選用的教材為中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社第五版的《電工基礎(chǔ)》，在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常有學(xué)生反映復(fù)雜直流電路最難理解。針對(duì)這一問(wèn)題，有以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

一、復(fù)雜直流電路的基本概念

第三章《復(fù)雜直流電路的分析》是一個(gè)全新的知識(shí)，部分學(xué)生會(huì)反映根本聽(tīng)不懂。教師應(yīng)該給學(xué)生緩沖的時(shí)間和過(guò)程，在講解復(fù)雜直流電路的幾個(gè)常用術(shù)語(yǔ)時(shí)，一定要與生活中常見(jiàn)的事物進(jìn)行類比。

二、四種分析方法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)

（一）支路電流法

支路電流法適用于所有的復(fù)雜直流電路，尤其適用于需解出每條支路電流大小及方向的電路。支路電流法，即以支路電流為未知量，根據(jù)基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，然后聯(lián)立方程求解的方法。基爾霍夫定律有兩個(gè)內(nèi)容，即節(jié)點(diǎn)電流定律（基爾霍夫第一定律）和回路電壓定律（基爾霍夫第二定律）。每條支路一個(gè)未知量，如果電路中有m條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)，那就要列出（n-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和[m-（n-1）]個(gè)回路電壓方程，共需m個(gè)方程。支路電流法的優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)解出每條支路的電流大小及方向，缺點(diǎn)為解多元一次方程組對(duì)于中職學(xué)生來(lái)說(shuō)較難。

（二）電源等效變換法

電源等效變換法適用于所有的復(fù)雜線性直流電路，尤其適用于只需解出某一條支路電流大小及方向的電路。電路中的電源既提供電壓，也提供電流。一個(gè)實(shí)際電源既可以用電壓源表示，也可以用電流源表示。電源等效變換法的思路為：除了待求支路外，其余電路等效為一個(gè)電壓源，再將待求支路移入，這樣就組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的直流電路，然后根據(jù)全電路歐姆定律就可以解出該待求支路的電流大小及方向。其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算量很小，不用聯(lián)立多元一次方程組，也不用算開(kāi)路電壓及短路電阻，計(jì)算只需用簡(jiǎn)單的電阻串、并聯(lián)及歐姆定律的知識(shí)。缺點(diǎn)是在電源的等效變換過(guò)程中，需根據(jù)電路結(jié)構(gòu)（若為串聯(lián)，則需等效變換為電壓源；若為并聯(lián)，則需等效變換為電流源）畫較多的等效電路圖，且每次等效變換都需準(zhǔn)確判斷好電壓源的正負(fù)極及電流源的電流方向。一旦中間任一步驟計(jì)算錯(cuò)誤或電源方向判斷錯(cuò)誤，都會(huì)讓最后結(jié)果錯(cuò)誤。此外，電源等效變換只對(duì)外部等效，對(duì)于電源內(nèi)部則不等效。

（三）戴維南定理

戴維南定理和電源等效變換法很相似，同樣適用于所有的復(fù)雜線性直流電路，尤為適用于只需解出某一條支路電流大小及方向的電路。戴維南定理的思路同樣為：先把待求支路移開(kāi)，把其余電路部分等效為一個(gè)電壓源。戴維南定理與電源等效變換法中等效電壓源的方法不同。電源等效變換法中，是通過(guò)一步一步的電壓源與電流源的變換（畫等效電路圖）來(lái)得到最終的等效電壓源。戴維南定理中，是將待求支路移開(kāi)后形成有源二端網(wǎng)絡(luò)，求出該有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，即為等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)；再移除電源（理想電壓源視為短路，理想電流源視為開(kāi)路），二端網(wǎng)絡(luò)兩端的等效電阻即為等效電壓源的內(nèi)阻。戴維南定理的優(yōu)點(diǎn)是不管電路圖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，解題難度不會(huì)增加很多。沒(méi)有電源等效變換法那么多的等效電路圖，也沒(méi)有支路電流法中的列多元一次方程組。缺點(diǎn)是在計(jì)算過(guò)程中不僅需要用到等效電路圖（求等效電阻），而且會(huì)用到回路電壓定律（求開(kāi)路電壓）。這就需要學(xué)生既要學(xué)會(huì)支路電流法，也要掌握電源等效變換法。

（四）疊加原理

疊加原理適用于并不復(fù)雜的復(fù)雜線性直流電路，能夠求出各支路電流大小及方向的電路。疊加原理的解題思路為：對(duì)于含有幾個(gè)獨(dú)立電源的復(fù)雜電路時(shí)，可將其分解為幾個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用的簡(jiǎn)單電路來(lái)研究，然后將計(jì)算結(jié)果疊加，求得原電路的實(shí)際電流、電壓。其優(yōu)點(diǎn)是只要學(xué)會(huì)第二章《簡(jiǎn)單直流電路的分析》的電阻串、并聯(lián)及歐姆定律，就可以解出復(fù)雜直流電路中各支路電流大小及方向。缺點(diǎn)是計(jì)算量很大，若電路中有n個(gè)電源，則相當(dāng)于需要解n個(gè)簡(jiǎn)單電路。

三、四種常見(jiàn)分析方法的選用原則

（一）根據(jù)題目要求選擇方法

首先要審題，看清楚題目要求。如果題目需要求解每條支路的電流，那么，電源變換法和戴維南定理就不適用了，最佳選擇為支路電流法，其次為疊加原理。如果只需求解其中一條支路的電流、電壓，那么首選戴維南定理，其次為電源變換法。

（二）根據(jù)電路復(fù)雜程度選擇方法

其次是看電路圖的復(fù)雜程度。如果電路圖較簡(jiǎn)單，支路數(shù)較少（三條支路），首選支路電流法，其次戴維南定理、電源變換法、疊加原理都行。如果電路圖較復(fù)雜，支路數(shù)較多，首選戴維南定理，其次電源等效變換法，最后為支路電流法（可以列出多元一次方程組后，再用相關(guān)的計(jì)算軟件求解）。

（三）根據(jù)學(xué)生本身程度選擇方法

在四種方法中，不管是較簡(jiǎn)單的電路，還是偏復(fù)雜的電路，戴維南定理對(duì)于學(xué)習(xí)程度好的學(xué)生來(lái)說(shuō)都是首選的方法。但由于戴維南定理的解題過(guò)程中還會(huì)有電壓源的等效變換及回路電壓方程的計(jì)算，很大一部分學(xué)生不能熟練運(yùn)用此方法。對(duì)于學(xué)習(xí)程度較好的學(xué)生來(lái)說(shuō)，支路電流法也不失為一個(gè)好方法，只要掌握節(jié)點(diǎn)電流定律及回路電壓定律，即可列出方程組。但對(duì)解多元一次方程組的能力要求較高。在實(shí)際解題過(guò)程中，如果沒(méi)有計(jì)算軟件可以借助，支路又較多的情況下，電源等效變換法也是個(gè)不錯(cuò)的方法，沒(méi)有很大的計(jì)算量，用電源等效變換法將偏復(fù)雜的電路一步步等效為最簡(jiǎn)單的電路。最后的選擇就是疊加原理了，雖然是一種比較麻煩的方法，但對(duì)于學(xué)習(xí)程度不太好，其他方法又沒(méi)學(xué)會(huì)的學(xué)生而言，尤其是電源個(gè)數(shù)較少（一般為兩三個(gè)）、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的復(fù)雜電路，也算一種較好的分析方法。

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