节点电压法(求解对象的电路计算方法)

节点电压是一种求解对象的电路计算方法。节点电压是在为电路任选一个节点作为参考点(此点通常编号为“0”),并令其电位为零后,其余节点对该参考点的电位。

基本定义

节点电压法是电路的系统分析方法之一,所谓节点电压是指电路中任一节点与参考节点之间的电压,该电路分析方法的本质是先利用KVL定理将各支路电流用节点电压表示,然后只列n-1个节点的KCL方程(n为所分析电路的节点数)。

求解方法

对于含有两个无伴电压源支路的电路,当用节点法分析电路时,通常选择其中一个无伴电压源的负极作为参考点,除了节点电压外,通常需要将另外一个无伴电压源的电流增加为电路未知量。

第一步:把电压源与阻抗的串联形式化为电流源与阻抗的并联形式

第二步:标出节点,并把其中一个节点选为参考节点(一般为0电位点)

第三步:列出节点电压方程。

列方程方法:自导纳乘以该节点电压+∑与该节点相邻的互导纳乘以相邻节点的电压=流入该节点的电流源的电流-流出该节点电流源的电流。

注:这里的“+”是考虑了互导纳是导纳的相反数,如果不考虑相反数的话,这个“+”就得写为“-”

第四步:联立求解出上面所有的节点电压方程。

应用

节点电压法比支路电流法优越在于它需要直接求解的方程数少于后者。建立节点法所用方程的方法非常简便。现今的电子计算机辅助电路分析程序,多是采用节点电压法编制的。

基尔霍夫定律从电路结构上反映了电路中电流和电压之间的约束关系。

它们是分析和求解复杂电路的基本定律,利用该定律分析电路可归纳为三种解题方法,即支路电流法、回路电流法、节点电压法。

一般来说,对于任一复杂电路均可用它们中的任一种方法求解。如果方法选择得当,就可使求解过程非常简便。能否选择适当的方法。

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