主要内容
回路电流法
回路电流法与网格电流法密切相关。在两个特殊情况下使用它:非平面电路,当电流源在两个网格之间共享时。
特殊情况:非平面电路
网孔电流法定义了基于网格的电路方程。当然,这只限于应用在平面电路中。
平面 vs. 非平面
- 如果一个电路是平面的,那么它可以在一张平面上被表示出来而不需要考虑交叉的导线。你至今为止看到的所有的电路图都是平面的。左下方的电路图是平面的。对于平面电路来讲,我们可以用网孔电流法并利用网格来写出方程。这对于平面电路来讲总是可行的。
- 一个非平面电路时右下方的那个电路图。它必须表示出交叉的导线,否则这张电路图就不是完整的。也就是说,它不能只被画在一张平面上。由于我们不能避免画出这个交叉点,所以我们说右边的这个电路是非平面的。
当我们遇到一个非平面电路时,必须应用下述的回路电流法。
另一个特殊情况:两个网格之间共享电流源
另一个特殊情况是当你有一个被两个网格所共享的电流源时。这次,你也应该使用回路电流法。
网格 和网格 穿过了同一个电流源。我们是有可能(但是很烦)用网孔电流法来写出方程并解决。(你可以试一下,但是你很快就会发现电流源上方的那个交叉点的电压值很尴尬)
这也意味着你需要运用回路电流法。你可以扔掉其中一个网格并用一个围绕两个网格的回路来替代它。见下图的 。
然后你就可以用网孔电流法解整个系统的方程了。
你可以把回路 看做为超级网孔。
选择回路
我们可以对网孔电流法做一些小调整来让它在两种特殊情况下帮助我们:我们允许回路(不只是网孔)参与建立方程的过程。这也不是多大的事。当我们选择要包括的回路时:
- 确定每一个元件都包含在其中一个网格或回路里。让每一个元件都可以影响最终结果。
- 确保每一条回路都有一个独立于其他回路的电路元件。这保证了回路方程的独立性。
这些规则会产生正确数量的独立方程来解电路。
回路电流法
回路电流法是网孔电流法的一种演化。以下这几步为主要变化:
- 确定网孔(电路的窗口)和回路(其他闭合的路径)。
- 在始终如一的方向(顺时针或逆时针)下给每一个网孔或回路设置一个电流变量。
- 给每一个网孔或回路写出基尔霍夫电压定律方程。
- 为每一个网孔电流或回路电流解方程。
- 用欧姆定律解出所有元件的电流和电压。
若电路是非平面的,或者电流源被两个网格分享,应用回路电流法求解会更合理一些。但是,一定要确保每一条回路都有一个独立于其他回路的电路元件。