当前课程知识点：电路原理 > 第三章 电阻电路的一般分析法 > 7.3回路电流法--特殊情况分析处理1 > 7.3回路电流法--特殊情况分析处理1
各位同学大家好
今天我们来学习回路电流法的特殊情况
与节点电压法一样
回路电流法基本情况的局限性较大
我们还需要学习它的各种特殊情况及其对应处理
在前一节回路电流法基本应用分析部分
大家已经知道
与节点电压法一样
回路电流法同样具有普适性
其本质为对各回路列写KVL方程
同样回路电流方程的标准形式
大家也有了充分的了解
为了拓展回路电流法的使用场合
在这一节我们来分析
回路电流法的两种特殊情况
情况1
电路中含有理想电流源支路
以及情况2 电路中含有受控源
首先 我们来分析图示电路
列写其标准形式的回路电流方程
请同学们观察一下
该电路存在什么特殊情况
属于我们刚刚说的哪种特殊情况
看到了吗
在这个电路中
存在着一条含有理想电流源的支路
这不就是回路电流法的特殊情况1吗
它的电流IS是已知的
但是电压由外电路决定
我们并不知道
所以对包含有该电流源支路的回路
我们就无法直接列写出KVL方程
怎么办呢
对这种特殊情况
我们通常可以通过选取不同回路
有不同的的处理和解题方法
下面我们分别看下本例
两种不同回路选取情况下的
分析求解方法和步骤
方法1
如图所示在选取独立回路时
设法使得理想电流源支路仅仅属于一个回路
此时该回路的回路电流就等于理想电流源电流IS
因此我们不需要列写KVL方程
就已经得出包含该电流源回路的回路电流了
会使得整个电路的求解更为方便
下面我们一起来用方法一完成本例电路的分析求解
第一步 选择图示独立回路
并设定三个回路电流的绕行方向均为顺时针
在这一步一定要注意
方法一的关键点在于
理想电流源支路仅仅属于一个回路
所以大家看 我们选定的三个独立回路
理想电流源支路仅仅属于第一个回路
第2 第3个回路里均没有理想电流源这个元件
它们的回路电流也不会流经理想电流源
第二步 直接列写电路KVL方程
而且同学们注意到了吗
此时哪个回路的回路电流
不需列方程求解即可直接获得
是的就是图示的回路1
如上所述
因为理想电流源只属于该条回路
故回路电流就等于理想电流源的支路电流得出
Il1= IS
接下来我们列写回路2
先观察回路2的自电阻情况
大家很容易可以找出
回路2中有三个电阻
R2、R4和R5
所以R2+R4+R5即为自电阻
再来观察回路2与哪些回路有互电阻
大家看到了吗
回路2与回路1有互电阻R2
与回路3有互电阻R5
我们先来看回路2与回路1的互电阻R2
因两回路 回路电流流经R2时方向相反
故互电阻为负值
再观察回路2与回路3互电阻R5
因两回路的回路电流流经R5
方向相同 故互电阻R5为正
完成了回路2自电阻、互电阻判断之后
我们再来看回路中电压源的情况
由于回路2中包含有一个理想电压源元件us2
沿着回路电流方向为电压降
故为负值
等式右边等于-us2
我们得出回路2标准形式的KVL方程为
(R2+R4+R5)Il2+(-R2)Il1+R5Il3
等于-us2
再来看回路3
同样先观察回路3的自电阻
以及回路3与回路1
回路2互电阻情况
得出其标准形式KVL方程等式左边为
(R1+R3+R5)Il3+R1Il1+R5Il2
再观察发现回路3中包含有一理想电压源元件
其电压值为us1
并且沿着回路电流方向为电压升
故应为正值等式右边为us1
至此我们完成了三个回路回路电流KVL方程的列写
而这种方法的优点大家看到了吗
通过选取独立回路
可以少求解一个回路电流
接下来我们再来看方法2
给电流源假设一个端电压U
将其暂且当成理想电压源处理
选取独立回路设定回路电流方向
大家发现了吗
方法2的处理思路和节点电压法中的特殊情况2非常的相似
图中理想电流源端电压是未知的
导致我们无法列写出包含该元件回路的KVL方程
此时我们可以给电流源假设一个端电压U
并且将其暂且当成理想电压源来进行处理
好了我们具体来完成一下
根据上述方法2的描述
第一步 给电流源假设一个端电压U
并假设其参考方向
接下来第二步
选取独立回路
设定回路电流方向
我们设定三个回路电流绕行方向为顺时针
第三步 列写电路的KVL方程
分别得到三个回路标准形式KVL方程
先看回路1
等式左边为自电阻(R1+R2)乘I1
减去与回路2的互电阻R2乘I2
等式右边为回路1中所有电压源电压升的代数和
这里提醒大家注意
回路1中包含有理想电流源
此时它视为一个理想电压源
电压为U
并且大家可以观察到
沿着回路电流的绕行方向
三个电压源均为电压升
故都为正值
等式右边为 US1+US2+U
依次类推 分别得出回路2标准形式KVL方程为
(R2+R4+R5)I2 -R2I1-R4I3=-US2
回路3标准形式KVL方程为
(R3+R4)il3 -R4il2=-U
关于回路3的KVL方程
大家需要注意
回路3中沿着回路电流il3的绕行方向
理想电流源上电压为电压降
故等式右边等于-U
完成了全部三个回路标准形式KVL方程的列写后
大家看 是不是和节点电压法特殊情况2一样
出现了什么情况呢
三个方程中有几个未知数
是的 三个方程中除了Il1、Il2、Il3三个未知数外
由于理想电流源的端电压U是假设的实际并不知道
所以它其实也是一个未知数
现在三个方程四个未知数
怎么办
我们需要增补方程
而增补的基本原则是什么呢
记住要把理想电流源的电流这个已知条件设法用上
所以增补方程一般是设法增补
电路各回路电流与理想电流源电流的关系方程
对本题大家观察下
理想电流源的电流和哪些回路电流有关
什么关系 看出来了吗
有Il3和Il1两个回路电流流经理想电流源
其中Il1和理想电流源同向
Il3和理想电流源反向得出IS等于
Il1-Il3
-1.1 电路模型
--1.1 电路模型
-1.2 电路变量
--1.2 电路变量
-1.3 参考方向
--1.3 参考方向
-1.4功率
--1.4功率
-2.1 电阻元件
--2.1 电阻元件
-2.2 理想电源元件
-2.3 受控源元件
-3.1基尔霍夫电流定律
-3.2基尔霍夫电压定律
-3.3基尔霍夫定理综合应用习题
-电路基础知识与定律---本章节练习1（电路基础知识）
-电路基础知识与定律---本章节练习2（电路元件）
-电路基础知识与定律---本章节作业3（基尔霍夫定律）
-4.1 等效基本概念
-4.2 电阻串联及等效变换
-4.3 电阻并联及等效变换
-4.4电阻混联等效变换
-4.5 电阻的∆—Y 变换
-4.6∆—Y等效变换基本总结
-4.7含受控源二端网络的等效变换
-5.1 理想电源等效分析
-5.2 理想电源等效例题分析
-5.3实际电源等效分析
-5.4实际电源等效变换例题讲解
-第二章 电路等效分析1--电阻等效章节练习
-第二章 电路等效分析2--电源等效变换章节练习
-6.1电阻电路的一般分析方法导入
-6.2节点电压法-基础分析
-6.3节点电压方程的标准化
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理1
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理2
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理3
-7.1回路电流法--基本分析
-7.2回路电流法方程的标准化
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理1
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理2
-第三章 电阻电路的一般分析法1--节点电压法本章节练习
-第三章 电阻电路的一般分析法2--回路电流法本章节练习
-8.1叠加定理1
--8.1叠加定理1
-8.1叠加定理2
--8.1叠加定理2
-9.1戴维南定理
--9.1戴维南定理
-9.2戴维南定理例题
-9.3诺顿定理
--9.3诺顿定理
-9.4最大功率传输定理
-9.5戴维南定理习题讲解
-第四章 电路定理1--叠加定理章节练习
-电路定理2--戴维南/诺顿定理章节练习
-10.1 电容元件
-10.2电感元件
--10.2电感元件
-10.3电容电感的串并联
-10.4小结
--10.4小结
-11.1 动态电路基础知识
-11.2动态电路方程列写
-第五章 本章节练习1--电容电感元件
-第五章 本章节练习2--动态电路基础知识
-12.1换路定律
--12.1换路定律
-12.2 初始值计算
-12.2初始值计算例2
-13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解
-13.2一阶动态电路经典解法---电路全响应分析
-13.3一阶动态电路经典解法---时间常数
-13.4一阶动态电路的三要素法1
-13.4一阶动态电路的三要素法2
-13.5三要素法例题1
-13.5三要素法例题2
-13.6零输入响应和零状态响应
-13.7动态电路小结
-第六章 本章节练习1--动态电路初始值计算
-第六章 本章练习2--一阶动态电路经典解法
-第六章 本章节练习3--一阶动态电路的三要素法
-第六章 本章节练习4--零输入响应与零状态响应
-14.1正弦量基础知识1
-14.1正弦量基础知识2
-14.2相量法的引入1
-14.2相量法的引入2
-14.3相量运算与旋转因子
-15.1（1）元件约束的相量形式
-15.1（2）元件约束的相量模型
-15.2 基尔霍夫定理的相量形式
-15.3相量图
--15.3相量图
-16.1复阻抗与复导纳
-16.2阻抗的串并联连接
-第七章 本章节练习1--正弦量基础知识
-第七章 本章节练习2--元件约束和拓扑约束的相量形式
-第七章 本章节练习3--阻抗和导纳
-正弦稳态电路基础知识讲义2--元件约束与拓扑约束的相量形式
-17.1 正弦稳态电路的相量分析法
-18.1瞬时功率
--18.1瞬时功率
-18.2有功功率和无功功率
-18.3视在功率和功率因数1
-18.3视在功率和功率因数2
-18.4正弦稳态最大功率传输
--第八章 正弦稳态电路的功率分析--章节练习
-第八章 正弦稳态电路的分析--章节练习
-19.1频率响应与网络函数
-19.2滤波器
--19.2滤波器
-20.1谐振基本知识
-20.2RLC串联电路谐振
-20.3RLC串联谐振的品质因数
-20.4 RLC并联谐振
-第九章 电路的频率响应--章节练习
-21.1互感基础知识
-21.2同名端
--21.2同名端
-21.3耦合电感的电压电流
-22.1互感的去耦等效分析1
-22.1互感的去耦等效分析2
-22.1互感的去耦等效分析3
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算1
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算2
-24.1空心变压器
-24.2理想变压器
-24.3含理想变压器电路的分析计算
-第十章 互感与变压器--章节练习
-25.1三相电路基本概念1
-25.1三相电路基本概念2
-25.2对称三相电路的相线关系1
-25.2对称三相电路的相线关系2
-25.3对称三相电路的电路分析1
-25.3对称三相电路的电路分析2
-25.4三相对称电路的功率1
-25.4三相对称电路的功率2
-26.1非正弦周期信号的分解
-26.2非正弦周期信号的有效值及平均功率
-26.3非正弦周期电路的稳态分析
-第十一章 本章节练习1--三相电路
-第十一章 本章节练习2--非正弦周期稳态电路
