如图,多种方法求各支路电流

如题所述

第1个回答  2023-05-11

一、支路电流法,见上图。根据KVL,得到下面的方程组:

2I1+8I2+40I3=136;

10I4+40I3=50。

根据KCL,得到下面的方程组:

节点A:I1=I2+3;

节点B:I2+I4=I3;

节点C:I4=I5+3。

前4个方程联立求解,得到:I1=8,I2=5,I3=2,I4=-3。

于是:I5=I4-3=-3-3=-6(A)。

二、网孔电流法,见上图。显然:I3=3A。

网孔一:(8+40+2)×I1-8I3-40I2=136;

网孔二:(10+40)×I2-40I1-10I3+50=0。

解得:I1=8,I2=6。

各支路电流:

2Ω电阻:I1=8A(向上);8Ω电阻:I1-I3=8-3=5(A)(向右);40Ω电阻:I1-I2=8-6=2(向下);10Ω电阻:I2-I3=6-3=3(向右)。50V电压源:-I2=-6(向上)。

四、节点电压法:设节点1、2和3的节点电压分别为:U1、U2和U3。显然:U3=50V。

节点1:(U1/2+U1/8)-U2/8+3=136/2;

节点2:(1/8+1/40+1/10)U2-U1/8-U3/10=0。

解得:U1=120V,U2=80V。

所以:i1=(136-120)/2=8A;i2=(U1-U2)/8=(120-80)/8=5A;i3=U2/40=80/40=2A;i4=(U3-U2)/10=(50-80)/10=-3A;i5=i4-3=-6A。

五、叠加定理:1、两个电压源单独作用:

2i'1+8i'2+40i'3=136;10i'4+40i'3=50。

i'1=i'2,i'3=i'2+i'4。

解得:i'1=i'2=16/3,i'3=31/15,i'4=i'5=-49/15。

电流源单独作用:

U=3×2∥(10∥40+8)=3×2∥16=3×16/9=16/3(V)。

i"1=U/2=8/3(A);i"2=i"1-3=8/3-3=-1/3(A)。

u=i"2×(40∥10)=(-1/3)×8=-8/3(V)。

i"3=u/40=-1/15(A),i"4=-u/10=4/15(A)。

i"5=i"4-3=4/15-3=-41/15(A)。

3、叠加:i1=i'1+i"1=16/3+8/3=8(A);i2=i'2+i"2=16/3-1/3=5(A);i3=i'3+i"3=31/15-1/15=2A;i4=i'4+i"4=-49/15+4/15=-3A;i5=i'5+i"5=-49/15-41/15=-6A。

六、戴维南定理:将R=10Ω从电路中断开,下图:

8Ω电阻与40Ω电阻串联,设电流为I,方向向右(下);则根据KCL得到2Ω电阻电流为:I+3,方向向上。

KVL:(8+40)×I+2×(I+3)=136,I=2.6(A)。u=40I=40×2.6=104(V)。

Uoc=Uab=50-u=50-104=-54(V)。

再将电压源短路、电流源开路:

Req=Rab=(2+8)∥40=8(Ω)。

戴维南定理:i4=Uoc/(Req+R)=-54/(8+10)=-3(A)。

回到原图,求个支路的电流:

i5=i4-3=-3-3=-6(A)。

u=50-10i4=50-10×(-3)=80(V),i3=u/40=80/40=2(A)。

KCL:i2=i3-i4=2-(-3)=5(A)。i1=i2+3=5+3=8(A)。

——所有计算结果均一致。

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