当前课程知识点:通过实验学电路 > 2 电路的分析方法 > 2.2 结点电压法 > 2.2 结点电压法-视频
我们先来做一个实验
这是一个比较复杂的电路
由两个电压源和五个相同的灯泡构成
可以看到这五个灯泡的亮度各不相同
那么如何分析这个电路呢
上一节我们介绍了回路电流法
下面介绍分析复杂电路的另外一种方法 结点电压法
这种方法较回路电流法更加常用
同学您好 这节课我们要讲的内容是结点电压法
我们知道上一节我们讲的是回路电流法
这节课我们要讲的结点电压法和前面回路电流法是非常类似的
都是电路的分析方法
主要讲以下几个内容
首先 我们来看一看为什么要讲结点电压法
这是刚才我们做实验时候的实验电路 这样一个电路
你要想分析它 如果采用我们前面所说的回路电流法
那需要列几个方程呢
我们说需要列3个 为什么列三个呢
我们可以看到这里有什么呢 三个网孔
也就是说 形成三个回路 所以它需要列三个
我们这节课要讲的是什么呢
就是结点电压法 这个方法它需要列写几个方程呢
我们说它只需要列写2个KCL方程
它比刚才我们讲的回路电流法 方程数还要少一个
所以这种方法是非常有用的一种方法
接下来我们看一下结点电压法的由来
在这样一个电路当中
到底哪个地方的电位是零 这其实没有固定的标准
既然如此 我们不妨以最下方的结点作为电位为零的结点
我们称它为参考结点 也就是这个结点
我们认为它的电位是零
而其他结点的电位 是等于这些结点与参考结点的电位差
我们把这种电位差就称为什么呢 称为结点电压
我们可以画出来对应的电路
我们可以发现 这里面一共有几个结点啊
一共有3个
一个就是这里的零 一个就是什么呢
这里的1 这里的2
在这个电路当中 我们说还有U1和U2
那显然我们观察到 这里的U1和U2分别代表结点1和结点2的结点电压
这样就说明了结点电压的由来
(结点电压)是我们这样定义的
那结点电压法它的本质是什么呢
我们刚才定义结点电压的过程当中用到了电位差的概念
这其实依据的就是什么呢 就是KVL
所以结点电压法不需要再列写KVL方程
结点电压法其实就是以结点电压为变量来列写什么呢
KVL方程
这样的话 我们就可以总结出来
结点电压法的本质是省去了什么呢 KVL方程
而只需要KCL(方程) 也就是它的关键是什么呢
是列写KCL方程
接下来我们看一下到底怎样列写结点电压方程
结点电压法的本质既然是列写KCL方程
我们就需要对非参考结点列写KCL方程
参考结点的电位已经是零了 所以不需要再确定它的电压
好了 我们对于结点1 可以列写它的KCL
就是流入电流等于流出的电流
观察一下 就是这个流入的电流等于流出的电流
同理 我们可以对结点2来列写它的KCL方程
也是流入的电流等于流出的电流
大家可以观察一下这个式子
刚才我们已经列写出来两个结点的KCL方程
那么由这两个方程就可以求出来两个结点电压
根据这两个结点电压 我们就可以求出来所有电阻的电压
我们以最上方这个电阻为例 来看一下
这个电阻我们假定它的电压的参考方向是这样
称它为UR
那么 这个UR与结点电压是什么关系呢
我们可以发现 它应该等于左侧这个结点的电压减去它右侧这个结点电压
我们写出来它的表达式 应该是什么样子呢
就是UR等于U1减去U2
其他电阻上的电压 我们可以用类似的方式把它们求出来
下面我们来看一下实验当中灯泡亮度的确定方法
实验当中5个灯泡的亮度各不相同
其对应的电路图就是本节讨论的电路图
要想确定灯泡的亮度
可以通过结点电压法来求出各结点的电压
进而根据各结点电压确定各灯泡的功率
从而确定了灯泡的亮度
这节课我们就讲到这里
-引言
--第1周引言-视频
--第1周引言-文档
-1.1 电源
-1.2 电阻
-1.3 基尔霍夫电流定律
-1.4 基尔霍夫电压定律
-补充知识与示例
-总结
--第1周总结-视频
-- 第1周总结-文档
-1 电路模型和电路定律测验
-引言
--第2周引言-视频
--第2周引言-文档
-2.1 回路电流法
-2.2 结点电压法
-2.3 电路的等效变换
-补充知识与示例
-总结
--第2周总结-视频
--第2周总结-文档
-2 电路的分析方法测验
-引言
--第3周引言-视频
--第3周引言-文档
-3.1 叠加定理
-3.2 替代定理
-3.3 戴维宁定理
-3.4 互易定理
-补充知识与示例
-总结
--第3周总结-视频
--第3周总结-文档
-3 电路定理测验
-引言
--第4周引言-视频
--第4周引言-文档
-4.1 电容
-4.2 电容充电
-4.3 电容放电
-4.4 电感
-4.5 电感充放电
-4.6 二阶电路
-补充知识与示例
-总结
--第4周总结-视频
--第4周总结-文档
-4 动态电路测验
-引言
--第5周引言-视频
--第5周引言-文档
-5.1 正弦稳态电路与正弦量
-5.2 相量法
-5.3 阻抗
-5.4 正弦稳态电路的分析
-5.5 正弦稳态电路的功率
-补充知识与示例
-总结
--第5周总结-视频
--第5周总结-文档
-5 正弦稳态电路测验
-引言
--第6周引言-视频
--第6周引言-文档
-6.1 正弦稳态电路的频率特性
-6.2 滤波器
-6.3 谐振
-补充知识与示例
-总结
--第6周总结-视频
--第6周总结-文档
-6 正弦稳态电路的频域特性与应用测验
-引言
--第7周引言-视频
--第7周引言-文档
-7.1 互感
-7.2 互感的去耦等效
-7.3 理想变压器
-补充知识与示例
-总结
--第7周总结-视频
--第7周总结-文档
-7 互感测验
-引言
--第8周引言-视频
--第8周引言-文档
-8.1 三相电压源
-8.2 对称三相电路
-8.3 不对称三相电路
-8.4 三相电路的功率
-补充知识与示例
-总结
--第8周总结-视频
--第8周总结-文档
-8 三相电路测验
-引言
--第9周引言-视频
--第9周引言-文档
-9.1 非正弦周期信号
-9.2 非正弦周期电路的分析
-9.3 二端口网络的定义
-9.4 二端口网络的参数
-9.5 二端口网络的连接
-补充知识与示例
-总结
--第9周总结-视频
--第9周总结-文档
-9 非正弦周期电路和二端口网络测验
-引言
-10.1 受控电源
-10.2 运算放大器
-10.3 非线性电路
-补充知识与示例
-总结
-10 电路的扩展知识测验