目录

1.回路电流法的正式表述

2.对无伴电流源和受控源的处理

3.回路电流法的适用与优点

挑战★★★★★


对一个具有 b条支路、n个结点的电路,图的树支数为n-1,连支数为b-n+1,基本回路数=连支数。选择不同的树,会得到不同的基本回路组,从而可以写出相对应的独立KVL方程组,如图1所示为两个不同的基本回路组。选任一组基本回路,假定连续的回路电流,列写KVL方程组,就构成了回路电流法。在平面电路中,一组网孔就是一组基本回路,因此,网孔电流法可看作是特殊的回路电流法。而一般意义上的回路电流法既适用于平面电路,也适用于非平面电路。

图1 两个不同的基本回路组

1.回路电流法的正式表述

以回路电流为电路变量,根据KVL列写电路方程求解电路的方法,称为回路电流法。

⑴列写回路电流方程的一般步骤为:

①选择一个树,确定一组独立回路,并指定回路的绕行方向;

②根据下式规则对回路列写KVL方程。

式中,为第k个回路的自阻,为第k个回路和第j个回路间的互阻,自阻总是为正,互阻的正、负由两个回路电流在共有支路上参考方向的异同而定,即方向相同时为正,反之为负。分别为第k和第j个回路电流。为第k个回路的总电压源的电压,电压源的方向与回路电流方向一致时取“”,不一致时取“”。

2.对无伴电流源和受控源的处理

⑴对无伴电流源,跟网孔电流法类似,有两种处理方法:

当无伴电流源仅处于一个回路时,让该回路电流等于无伴电流源电流即可;

②附加变量法:可将无伴电流源端电压设为未知量,同时,增加一个回路电流方程。

⑵当电路中含受控源支路时,先把受控源当作独立源,按常规方法列写回路电流方程,再将受控源的控制量用回路电流表示,作为附加方程。

3.回路电流法的适用与优点

⑴解决了非平面电路列写KVL独立方程组问题;

⑵当无伴电流源(包括无伴受控电流源)处于两个网孔的公共支路上时,可以选择其他回路组,采用一般回路电流法,使无伴电流源仅处于一个回路,从而不增加附加变量和电路方程。

总之,回流电流法为分析和求解电路带来了很大的灵活性和便利。

1图2所示电路中,若,求

图2

解析:选取基本回路如图3所示,其中,回路3避开了无伴受控电流源0.5U,列回路电流方程及附加方程为

(注意:虚线所圈的1A电流源和2Ω电阻组合在列方程时等效为电压源和电阻串联组合,当然也可作为一个独立回路,本质上没有区别。)

图3

2求图4所示电路中的I

图4

解析:上一篇《网孔电流法及无伴电流源的处理》一文中采用网孔电流法做过这道题(题3),这里试用回路电流法来解,省去设无伴电流源端电压作为附加变量这一环节。选取回路如图5所示,列KVL方程组如下

解得

图5

挑战★★★★★

题3图6所示电路有三个独立回路,回路电流分别是,列出其回路电流方程为

如果将图6中的电压源电压改为15V,支路串联一个的受控电压源,如图7所示,求图7电路中:⑴电流;⑵15V电压源和受控电压源吸收的功率。

图6

图7

解析:⑴根据图6,电路中自阻应大于互阻,因此可判断回路电流方程中,第一个方程对应,第二个方程对应,第三个方程对应。当电压源和受控电压源改变后,回路电流方程变为

解得

⑵电压源和受控源吸收的功率为

Logo

开放原子开发者工作坊旨在鼓励更多人参与开源活动,与志同道合的开发者们相互交流开发经验、分享开发心得、获取前沿技术趋势。工作坊有多种形式的开发者活动,如meetup、训练营等,主打技术交流,干货满满,真诚地邀请各位开发者共同参与!

更多推荐