支路电流法ppt课件.ppt

直流电路分析方法之 支路电流法 1 第一部分说课 2 总体结构 3 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 4 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 5 二 学生学情 通过之前的学习 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 6 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 7 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 8 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 9 第一部分说课 第二部分教学内容 10 支路电流法 学习目的 掌握支路电流法的解题方法 11 一 导入 如图所示 已知电源E1及电阻R1 R2 R3的大小 求各支路电流I1 I2 I3 12 13 如图所示 已知电源E1 E2及电阻R1 R2 R3的大小 求各支路电流I1 I2 I3 14 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 15 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 16 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 I1 I3 I2 I4 I5 17 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 流进该节点电流的代数和等于0即 I 0I1 I2 I3 I4 I5 0 18 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 19 选取a点为起点 绕行方向为顺时针方向 20 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 23条支路 待求电流I1 I2 I3 共3个 3个未知数需要3个独立的一元一次方程 21 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 22 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 23 对节点a 例1 I1 I2 I3 0 对网孔1 对网孔2 I3R3 E1 I1R1 0 I2R2 E2 I3R3 0 24 例2 如图所示电路 已知 E1 42V E2 21V R1 12 R2 3 R3 6 试求 各支路电流I1 I2 I3 25 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 I1 I2 I3 0 任一节点 2 E2 I2R2 E1 I1R1 0 网孔1 3 I3R3 I2R2 E2 0 网孔2 I1 I2 I3 0 21 3I2 42 12I1 06I3 3I2 21 0 I1 4A I2 5A I3 1A 26 1 应用KCL列 n 1 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IG 例3 对结点a I1 I2 IG 0 对网孔abda IGRG I3R3 I1R1 0 对结点b I3 I4 IG 0 对结点c I2 I4 I 0 对网孔acba I2R2 I4R4 IGRG 0 对网孔bcdb I4R4 I3R3 E 试求检流计中的电流IG RG 27