回路電流法求解方程
步驟
回路電流法中列寫方程的依據仍然是基爾霍夫定律和支路性質對支路電壓和支路電流的約束。列寫的具體步驟為:
①選定各支路電流和支路電壓的參考方向,并對節點和支路進行編號;根據規定選出電路的一組基本回路并對它們進行編號;最后,規定各回路的繞行方向,同時把這個方向也作為回路電流的方向。
②對基本回路列寫出 KVL方程。
③寫出表達支路電流與回路電流之間關系的方程。這種方程亦稱 KCL方程。
④寫出各支路的支路方程。
⑤將第3步中的KCL方程代入第4步中的支路方程,消去支路電流后得出支路電壓改由回路電流表達的新支路方程。
⑥將第 5步得到的新支路方程代入第2步的KVL方程,消去支路電壓,得到的便是此法所需要的方程。按上述步驟得出的方程稱為電路的回路方程。
方程的標準形式
式中Rii(i=1,2,…,l)是回路i中的所有電阻之和,稱為回路i的自電阻;Rij(i、j=1…l,i≠j)是回路i與回路j 所共有的電阻(互電阻),在回路電流Ii與電流Ij在共有支路中方向相反時,還應乘以-1;Vsli是回路i中各電動勢的代數和。
掌握了通用回路方程的形式和內容,可以很快地直接憑觀察寫出一個電路的回路方程。
回路電流法應用范圍
回路電流法也會遇到難以處理的支路。這種支路有僅含獨立電流源、僅含流控電流源和僅含流控非線性元件的支路。遇到僅含獨立電流源的支路可用電源轉移的辦法(見電路變換)將它移走。遇到后兩種支路,最好改用其他方法。
有了回路方程后,便可解方程求出回路電流,再通過回路電流求出支路電流和支路電壓。
從數字運算上來看,回路電流法因聯立求解的方程數少而優于支路電流法。但此法與結點電壓法孰優孰劣則視基本回路數與結點數多少而定。結點數多時本法為優,基本回路數多時則相反,當二者的數目相近時兩種方法皆可用。在電路分析的計算機程序中,由于用此法要先尋一組獨立回路,就不如節點電壓法方便了。
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