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一、知识点挖掘:
1、本讲结合 和 的知识,介绍一个能完整求解电路的方法: 法。
2、对于任意含有N个节点,B条支路的电路来说,2B法可诠释如下:
1)第一大部分为B个独立的元件约束:对每条支路可以列出它的元件约束(不仅一个元件的支路等效化处理,即用端口ui关系代替)、共 个。
2)第二大部分为B个拓扑约束:
①对N个节点可以列出它的 方程,共 个;
思考题:为什么是N-1个,扣掉了哪个节点?
②对B-N+1个独立回路可以列出 方程,总共 个方程?
上述方法2B法。
二、归纳总结:总结下2B法的优点和缺点。
三、知识应用:
图6.1所示电路图如下:找出该电路所有节点、网孔,用2B法对该电路列写出电路方程:
图3.1 2B法例图
知识点2:支路电流法
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一、知识点挖掘:
1、支路电流法是以 为变量,列写方程进行求解的电路分析方法。
2、对于任意含有N个节点,B条支路的电路来说,可以列出的独立的KCL方程共 个。
3、对于任意含有N个节点,B条支路的电路来说,可以列出的独立的KVL方程共 个。
4、 怎么选取独立节点?
5、怎么选取独立回路?
二、归纳总结:
总结下支路电流法的求解步骤。

对于有n个结点的电路,其独立KCL方程有多少个?以图3.2.1所示电路为例说明:

图3.2.1 KCL的独立方程数 |
图3.2.1有4个结点,6条支路,对结点和支路分别加以编号,支路的(参考)方向如图所示可以任意指定。
对 各结点分别列出KCL方程,有
结 结点1:

结点2:

结点3:

结点4:

由于每条支路都是联接在两个结点之间,每个支路电流必然从其中一个结点流入,而从另一个结点流出,因此,每个支路电流作为一个变量在上述所有KVL方程中均出现两次,一次为正,一次为负。如把上述4个方程中的任意3个方程相加起来,则必将得到另一个方程(相差一个符号)。这表明,有4个结点的电路,只有3个独立KVL方程,这个结论对于具有n个结点电路同样适用,即:
具有n个结点的电路,其独立KVL方程数为(n-1)个。
这样,我们只要对电路中任意(n-1)个结点用KCL列出方程,则这些方程都是独立的,与这些独立方程对应的结点叫做独立结点。


路径:可以用无向图来叙述,从图G的某一结点出发,沿着一些支路连续移动,从而达到另一指定的结点(或原出发点),这样的一系列支路构成了图G的一条路径。一条支路本身也可以称作一条路径。
连通图:当图G的任意两个结点之间至少存在一条路径时,G称为连通图,如图3.2.2就是连通图。
闭合路径:一条路径的起点和终点重合。
回路:一条从起点回到原出发点的路径所经过的结点都不相同时,这条闭合的路径就是图G的一个回路。
图G的两个回路组合起来可以构成另一回路,如图3.2.2所示的图G中,由支路(1、2、6、8)构成的回路可以看作是由支路(1、5、8)和支路(2、5、6)分别构成的两个回路组合起来的,当把两个回路组合起来构成另一回路时,这两个回路的共有支路就相互抵消而不出现在形成的新回路中,同样,把支路(1、5、8)和支路(1、2、6、8)构成的回路组合起来,就可以得到由支路(2、5、6)构成的回路,可见,这三个回路相互是不独立的,因为其中任一回路都可以由其它两个回路导出。
一个具有n个结点和b条支路的的连通图往往具有很多回路。
如图3.2.2所示图G共有13个不同的回路,但它们并不都是独立回路,其中,只有4个独立回路。

图3.2.2 回路 |
平面图:若一个图画在平面上时,除它的各条支路所联接的结点外,其它不再交叉,则这样的图称为平面图。
网孔:平面图中,若一个回路所限定的面积上不包含其它支路,则这样的回路叫做(内)网孔,可以证明,平面图的全部网孔就是一组独立回路,其数目恰好是该图的独立回路数,如图3.2.2中的4个网孔就是该图的一组独立回路,因此,
平面电路中,可取全部网孔作为图的一组独立回路,显然,也可取其余的回路作为一组独立回路。
这时,利用“树”的概念将有助于寻找一个图的独立回路组。
树:连通图G的一个树T是指G的一个连通子图(若G1的每个结点和支路都包含在图G的结点和支路中,则G1为G的一个子图),它包含G的全部结点但不包含回路。
如图3.2.3a,b,c都是图3.2.2所示图G的树,但图d和e则不是G的树,一个连通图有许多不同的树。

图3.2.3 树 |
G的树枝:连通图G中构成树T的支路。
G的连支:连通图G中不属于树T的支路。
例如,图3.2.2所示的连通图G,若选择图3.2.3b 所示的树,则支路1,3,5,6为树支,支路2,4,7,8为连支。
设一个连通图G的结点数为n,支路数为b,可以证明G的任一个树的树支数为(n-1),因为如果把G的支路全部移去,只剩下它的n个结点,为了构成G的一个树,先用一条支路把两个结点联起来,而后,每联接一个新的结点,只需要也只能用一条支路,并保证不形成回路,这样,把n个结点全部联起来所需要的支路树恰好是(n-1)个(第一条支路联接了两个结点),可见:
树支数
连支数
例如图3.2.2所示的图G,树支数为4,连支数也为4(n=5,b=8)。
由于连通图G的一个树不包含回路,且所有结点全部被树支联接。因此,对于任一个树,每加进一连支便形成一个只包含该连支的回路,该回路的其余支路均为树支。

图3.2.4 基本回路 |
例如图3.2.4(a)所示的连通图G,若选择其支路(1,4,5)为树,对这个树分别加入连支2,3,6,便形成了三个回路。
基本回路:只含一个连支的回路称为单连支回路或基本回路。
基本回路组:由全部单连支形成的基本回路构成基本回路组。
基本回路组是独立的,因为它的每一个回路包含了一条为其它回路所没有的支路(连支)。

可以证明,连通图的独立回路数正好等于连支数。所以
对一个结点数为n,支路数为b的连通图,其独立回路数为
,即连支数。
因此,可以选择基本回路组作为独立回路组,选择不同的树,就可以获得不同的基本回路组。
KVL的独立方程数等于电路的独立回路数。
在图3.2.5所示电路的有向图中,若选择3个独立回路如图所示,则按KVL和图的回路绕行方向有
