在电路中任意选择一个节点为非獨立节点称此节点为参考点。其它独立节点与参考点之间的电压称为该节点的节点电压。
节节点电压法有方向吗是以节点电压为求解電路的未知量利用基尔霍夫电流定律和欧姆定律导出(n–1)个独立节点电压为未知量的方程,联立求解得出各节点电压。然后进┅步求出各待求量
节节点电压法有方向吗适用于结构复杂、非平面电路、独立回路选择麻烦、以及节点少、回路多的电路的分析求解。對于n个节点、m条支路的电路节节点电压法有方向吗仅需(n – 1)个独立方程,比支路电流法少[m –(n – 1)]个方程
下图所示是具有三个节点嘚电路,下面以该图为例说明用节节点电压法有方向吗进行的电路分析方法和求解步骤导出节点电压方程式的一般形式。
首先选择节点③为参考节点则u3 = 0。设节点①的电压为u1、节点②的电压为u2各支路电流及参考方向见图2-3中的标示。应用基尔霍夫电流定律对节点①、节點②分别列出节点电流方程
用节点电压表示支路电流:
代入节点①、节点②电流方程,得到:
这是具有两个独立节点的电路的节点电压方程的┅般形式也可以将其推广到具有n个节点(独立节点为n – 1 个)的电路,具有n个节点的节点电压方程的一般形式为:
分析上述节点方程可知:
节点①方程中的(G1 + G2)是与节点①相连接的各支路的电导之和,称为节点①的自电导用G11表示。由于(G1 + G2)取正值故G11=(G1 + G2)也取正值。
节點①方程中的-G2是连接节点①和节点②之间支路的电导之和称为节点①和节点②之间的互电导,用G12表示G12 = - G2,故G12取负值
节点②方程中的(G2 + G3)是与节点②相连接的各支路的电导之和,称为节点②的自电导用G22表示。由于(G2 + G3)取正值故G22=(G2 + G3)也取正值。
节点②方程中的G2是连接节點②和节点①之间各支路的电导之和称为节点②和节点①之间的互电导,用G21表示且G12 = G21 ,故G21取负值
iS1 + iS2是流向节点①的理想电流源电流的代數和,用iS11表示流入节点的电流取“+”; 流出节点的取“– ”。
iS3 – iS2是流向节点②的理想电流源电流的代数和用iS22表示。iS3、iS2前的符号取向同仩
根据以上分析,节点电压方程可写成:
综合以上分析采用节节点电压法有方向吗对电路进行求解,可以根据节点电压方程的一般形式矗接写出电路的节点电压方程其步骤归纳如下:
(1)指定电路中某一节点为参考点,标出
(2)按照节点电压方程的一般形式根据
列写苐K个节点电压方程时,与K节点相连接的支路上电阻元件的电导之和(自电导)一律取“+”号;与K节点相关联支路的电阻元件的电导 (互电導)一律取“– ”号流入K节点的理想电流源的电流取“+”号;流出的则取“– ”号。