節點電壓怎麼計算,節點電壓怎麼計算

時間 2022-02-11 01:05:22

1樓:冬天——飄雪

節點電壓為求解物件的電路計算方法。節點電壓是在為電路任選一個節點作為參考點(此點通常編號為「0」),並令其電位為零後,其餘節點對該參考點的電位。

計算方法:

第一步:把電壓源與阻抗的串聯形式化為電流源與阻抗的並聯形式。

第二步:標出節點,並把其中一個節點選為參考節點(一般為0電位點)。

第三步:列出節點電壓方程。

列方程方法:自導納乘以該節點電壓+∑與該節點相鄰的互導納乘以相鄰節點的電壓=流入該節點的電流源的電流-流出該節點電流源的電流【注:這裡的「+」是 考慮了互導納是導納的相反數,如果不考慮相反數的話,這個「+」就得寫為「-」】

第四步:聯立求解出上面所有的節點電壓方程。

2樓:匿名使用者

1. 含有無伴電壓源的電路情況:

a.在一個電路中含有一個無伴電壓源或雖有多個無伴電壓源但它們的一端接在同一節點上,那末常選擇電壓源的一端(公共端)為參考節點,則另一端的節點電壓為電壓源的電壓,則不必再對該節點列出節點方程,方程數目為(n-1)節點數減少無伴電壓源的數目。

b.無伴電壓源接在兩個非引數接節點之間情況如圖1。可以把無伴電壓源接在兩個非參考節點看作廣義節點[3],他們看作一個包含電壓源及其兩個節點的一個封閉區,對含有廣義節點的電路分析也可以用兩種常見方法進行處理:

1) 通常的節點電壓法:即把無伴電壓源中的電流作為未知量列入節點方程,同時增加一個節點電壓與該無伴電壓源之間的約束關係,列出一個補充方程,使未知量個數仍然與方程數相等,可解出所有的未知量[1]

2) 在廣義節點處作為一個閉合區列出kcl方程同時再對含電壓源的迴路列出kcl方程,如此處理獨立方程數與未知量仍為相等,同樣可解出未知量[1][3]

對圖(1)

圖1kcl: i4=i2+i5+is

kcl:u4-u3=us2

對節點1:u1=u2

對節點2: ( )u2- u1- =0

可以看到:方法1)要列出5個方程

方法2)要列出4個方程

方程數目的多少直接決定所求問題的難以程度,因此,採用方法時,應採用儘可能少方程數目的方法,使問題的解決降低難度。

按上述方法,實際上多一個無伴電壓源,節點電壓的數目在原有的基礎上多一個,那求解方程難度增加了。

2. 含有無伴電壓源電路的簡化節點電壓法:

(1)基本方法:

仍以圖(1)為例說明含有無伴電壓源的簡化節點電壓法的方法

令電導gi=1/ri,仍選0點為參考節點,各節點電位為u1;u2;u3;u4列出各節點電壓方程如下:

u1=us1

-g3u1+(g1+g2+g3)uv-g4u3=0

-0-g4u2+(g2+g4)u3=-is1

-g5u1+g5u4=is1-is+g5us3

u4-u3=us2

u1=us1 u4= us2-u3

若求出u3則u4便已知,故實際上u2;u3組成一組完備的獨立方程變數組,

-g3us1+(g1+g3+g4)u2-g4u3=0

-g4u2+(g2+g4+g5)u3=-is+g5us3-g5us2+g5us1

綜合可得:giui=i i為流入節點的電流代數和

分析可知:電路的獨立節點n=4,由於有兩個無伴電壓源,最終電路簡化為用兩個節點電壓來表示的兩個獨立的節點電壓方程組求解問題,總之,當電路有 n個獨立節點和m個無伴電壓源時,節點獨立電壓方程數目為(n-m)個,從而簡化了求解方程的難度。

(2)討論直接寫出(n-m)個方程:

以節點3為例,由kcl可得:-g4u2+(g2+g4+g5) us-[-is+g5 us1- g5us2+g5us1]=0

線性電路方程必須是線性方程,故有f(u2,u3 us1 us2,us;is)=f(u2,u3,0,0,0,0)+f(0,0,us1 ,us2, us3, is)=0

即可得f(u2,u3,0,0,0,0)=-f(0,0,us1 ,us2, us3, is)

結論:各獨立電源為零時,節點電壓等於流入節點的電流代數和。

仍以圖(1)為例,對節點2有:(g1+g3+g4)u2-g4u3= g3u s1

節點3:-g4u2+(g2+g4+g5)u3= g5(us1 -us2 +us3)-is

(3)含有無伴電壓源和無伴受控源電路的改進節點電壓法:

受控源具有電源的性質和電阻的性質,故一般情況可將受控源與獨立電流一樣對待,只是受控量用節點電壓表示即可,因而多一個控制量方程,方程數目增多。受控源不能單獨作用於電路,但當電路中有獨立源時,並考慮獨立源對受控源的影響,那末,受控源可像獨立源一樣施予電路影響,也就是具有一般電源的性質,這樣改進的節點電壓法同樣可以推廣到含有無伴受控源的電路。

舉例說明如下:如圖(2)

圖2以0點為參考節點,寫出u2,u3的節點電壓方程:

(g1+g2+g3+g5)u2-(g3+g5)u3=(g1+g2)us-2ub-3g5ua

-(g3+g5)u2+(g3+g4+g5)u3=3(g4+g5)ua+2ub- g5ua-is

另外還有 ua=u2 ub=u3

u1=u2-us

u4=u3-2ua

即可求解

節點電壓法求電壓

黑豹 1 2 1 3 1 6 va vb 6 vb 3 6 3 3 2va vb 14 1 1 2 1 3 1 6 vb va 6 va 3 2 3 3 2vb va 2 2 解得 va 10 v vb 6 v u va vb 4 v 節點電壓法是以流入節點的電流代數和為零列方程的,基本規則如下 自...

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