对于含有受控源电路,在应用支路电流法求解时,方程列写分为如下两步:
(1)将受控源看作独立电源列方程:受控的电压源作为独立的电压源列写方程,即把受控电压源两端的电压直接列入KVL 方程;受控的电流源作为独立的电流源列写方程。
(2)由于在列写方程时,除了未知量支路电流,还有受控源的控制量,因此需要补充方程。补充的原则是不增加未知量,不论是受控电流源还是受控电压源,都要补充控制量与支路电流之间的关系方程。
【例2-4】 列写如图2-5 所示电路的支路电流方程。
解:由于图2-5 电路中含有受控电压源,因此把受控电压源作为独立电压源列写KVL 方程,补充控制量与支路电流之间的方程。
图2-5 例2-4 电路
①对结点a 列写KCL 方程,即
②选取两个网孔为独立回路,列写KVL 方程。
网孔Ⅰ:5i2+10i1-20=0
网孔Ⅱ:5u+2i3-5i2=0
③由于受控电压源的控制量u 是未知量,因此需要增补一个控制量与支路电流之间的关系方程,即
④联立以上4 个方程,消去控制量u,即
求解可得
【例2-5】 列写如图2-6(a)所示电路的支路电流方程。
图2-6 例2-5 电路
解:图2-6(a)电路中含有受控电流源,将其看作理想电流源,有如下两种方法可以进行求解。
方法一:(www.daowen.com)
设受控电流源两端电压。
①对结点a 列写出KCL 方程,即
②设受控电流源两端电压为u1,参考方向如图2-6(b)所示,选两个网孔为独立回路,列写KVL 方程。
回路Ⅰ:5i2+10i1-20=0
回路Ⅱ:u1+2i3-5i2=0
③由于将受控电流源看作电流源,设其两端的电压为u1,多出一个未知量,因此需要补充一个受控电流源电流与支路电流之间的关系方程,受控电流源所在支路电流等于该受控电流源电流,即
④由于受控电流源属于受控源,因此需要补充控制量与支路电流之间的关系方程,即
⑤联立以上方程,求解可得各支路电流为
方法二:
列写KCL 方程,且在列写KVL 方程时避开受控电流源所在的支路。受控电流源所在支路的支路电流等于受控电流源电流,即
①对结点a 列写出KCL 方程,即
②避开受控电流源支路取回路,选取左边的网孔,绕行方向如图2-6(c)所示,其KVL 方程为
③由于受控电流源属于受控源,因此需要补充控制量与支路电流之间的关系方程,即
联立方程即可求得各支路电流为
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