利用节点电压法求各支路电流（i1-5）

Question

如题所述

Answer 1

节点电压法是一种电路分析方法，可以用来求解电路中各支电流和电压。该方法的基本思路是以电路中的节点为基准点，根据节点电压定律和欧姆定律，列出节点电压方程组，然后通过求解方程组得到各支电流和电压。
以下是利用节点电压法求解各支电流的步骤：
1. 选择一个参考节点作为基准点，通常选择电路中的地点作为参考节点。
2. 对于每个非参考节点，设定一个未知电压，表示该节点相对于参考节点的电势差。
3. 根据节点电压定律，对于每个节点，电压的代数和为0，即该节点的所有电压之和等于0。
4. 根据欧姆定律，对于每个电阻，电阻两端的电压差等于电流乘以电阻值。
5. 将节点电压方程和电阻的欧姆定律方程结合起来，得到一个包含未知电压和电流的方程组。
6. 解出方程组，得到各支电流。
下面以一个简单的电路为例，说明如何利用节点电压法求解各支电流。
该电路包含两个电阻和一个电源，需要求解电源和两个电阻中的电流。
1. 选择参考节点为地点，设定未知电压$V_1$和$V_2$，表示节点1和节点2相对于地点的电势差。
2. 根据节点电压定律，得到两个节点电压方程：
$V_1 - V_2 - 9 = 0$
$V_2 - V_1 - 3I_1 = 0$
3. 根据欧姆定律，得到两个电阻的欧姆定律方程：
$I_1 = \frac{V_1 - V_2}{3}$
$I_2 = \frac{V_2}{6}$
4. 将节点电压方程和电阻的欧姆定律方程结合起来，得到一个包含未知电压和电流的方程组：
$V_1 - V_2 - 9 = 0$
$V_2 - V_1 - 3(\frac{V_1 - V_2}{3}) = 0$
$I_2 = \frac{V_2}{6}$
5. 解方程组，得到：
$V_1 = 6V$
$V_2 = -3V$
$I_1 = 3A$
$I_2 = -0.5A$
其中，$V_1$和$V_2$表示节点1和节点2相对于地点的电势差，$I_1$和$I_2$分别表示电源和两个电阻中的电流。由于$I_2$为负数，表示电流的方向与电路图中所示的方向相反。

Answer 2

首先，我们将一个节点作为参考点，并将它的电势定义为零。在这个电路中，我们选择节点A作为参考点。然后我们标记出每个节点的电压。在本例中，我们添加了标记Va、Vb和Vc。
接下来，我们对每个节点应用基尔霍夫电流定律。对于节点A，我们可以得到以下方程式：
i1 = i2 + i3
对于节点B，我们可以得到以下方程：
i2 = i4 + i5
对于节点C，我们可以得到以下方程：
i3 + i5 = i4
我们还可以使用基尔霍夫电压定律来确定节点间的电压。对于支路（a,b），我们可以得到以下方程：
Va - Vb = 6
对于支路（b,c），我们可以得到以下方程：
Vb - Vc = 10
最后，我们使用欧姆定律来计算支路电流。对于支路（a,b），我们可以得到以下方程：
i1 = (Va - Vb) / 2
对于支路（b,c），我们可以得到以下方程：
i3 = (Vb - Vc) / 3
i2、i4和i5的值可以通过将节点方程式与支路方程式结合起来解决，但是为了简化，我们不需要这样做。
因此，我们得到以下电流解：
i1 = 3A
i2 = 3A
i3 = 2A
i4 = 2A
i5 = 1A

Answer 3

设4欧左右两端节点分别为a,b；a点方程: (1/8 + 1/8 + 1/4)Va - Vb/4=30/8 ，4Va-2Vb=30 .......(1)，b点方程: (1/2 + 1/4 + 1/4)Vb - Va/4=5/2 ，4Vb-Va=10 ......(2)；解方程 Va=10v，Vb=5v，i1=(Va-30)/8=-2.5A，i2=Va/8=1.25A，i3=(Va-Vb)/4=1.25A，i4=(5-Vb)/2=0，i5=(0-Vb)/4=-1.25A。本回答被提问者采纳