王麗娟 彭琛
摘要:電阻電路的解題分析方法有很多種,教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生從多種解法中選出最適合、最簡易的方法,從而使他們對這類題型產(chǎn)生興趣,提高分析電路的水平。
關(guān)鍵詞:回路電流法;結(jié)點電壓法;受控源
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1009-3044(2020)06-0243-02
《電路》是工科類專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。電阻電路分析的一般方法包括兩種:1)改變電路的結(jié)構(gòu),如疊加定律、戴維南定理和諾頓定理等。2)不改變電路的結(jié)構(gòu),如基爾霍夫定律、支路電流法、回路電流法(包含了網(wǎng)孔電流法)和結(jié)點電壓法,主要是以電路中支路電流和支路電壓作為未知量,由基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KvL)及元件的VCR建立獨立方程組,從而求解。本文中主要研究的第2種情況。特殊電阻電路主要分以下三種情況。
1支路含有無伴電流源
如圖1所示,支路中含有無伴電流源,求I=?利用支路電流是回路電流的代數(shù)和,可以求出各個支路的電流。
電流I的求解可以用很多種方法,針對無伴電流源這種情況,我們通常選擇回路電流法,回路的選擇時候,使獨立電流源支路只有一個回路電流流過,這樣這個回路的回路電流就已知了,可以少列一個方程。
1.1回路電流法
回路電流是我們假象的在閉合回路中流動的電流?;芈冯娏鞣ň褪且曰芈冯娏髯鳛槲粗窟M(jìn)行電路分析。一個具有6條支路和n個節(jié)點的電路,理論上獨立方程數(shù)是(b-n+1),有時根據(jù)電路圖的特點可以減少方程數(shù)。
1.2解題步驟
解:如圖1所示,選取回路時,讓回路1、2、3電流都只是由一個獨立電流源構(gòu)成,這樣就減少了回路電流方程的數(shù)目,可以使計算簡化。
綜上所述,可以看出電路中的回路電流只列一個方程就解決了問題,最大限度地簡化了解題過程。
2支路含有無伴電壓源
如圖2所示,左邊支路有個無伴電壓源,針對這種電路要求解電壓或者電流未知量,一般采用節(jié)點電壓法。對于無伴電壓源支路,取電壓源負(fù)極為零參考點。
2.1節(jié)點電壓法
以節(jié)點電壓作為獨立未知變量,根據(jù)基爾霍夫電流定律列出獨立的電路方程組,進(jìn)行求解的過程。
2.2解題步驟
由上可見,4個節(jié)點可列出3個獨立的電壓方程,而在上題中采用的方法減少了一個方程,極大簡化了解題的過程。
3支路含有受控源
如圖3所示電路中,含有受控源電路,先將受控源當(dāng)作獨立電源來處理,再根據(jù)題意找出控制量的輔助方程。
4結(jié)束語
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電路研究和設(shè)計在生活中必不可少,如電燈的開關(guān)、智能手機、電腦等電子產(chǎn)品是由復(fù)雜的電路構(gòu)成,能夠分析和計算電路參數(shù),對于解決復(fù)雜電路中的實際問題具有重要意義。