電路計算方法是電路計算中出現較早、簡單易懂，或者使用較多、生命力較強的傳統方法。主要有表格法、支路電流法、節點電壓法和迴路電流法。
基本介紹
- 中文名：電路計算方法
- 特點：出現較早、簡單易懂
- 方法：表格法、支路電流法
- 作用：進一步討論電路內發生的電磁過程
正文,
正文
電路計算中出現較早、簡單易懂，或者使用較多、生命力較強的傳統方法。主要有表格法、支路電流法、節點電壓法和迴路電流法。計算電路不管用哪種方法都需完成三項工作，即選定求解對象，列寫以求解對象為未知量的獨立方程和求解方程。
計算電路為的是求出支路電壓和支路電流後，能根據它們的數值或波形進一步討論電路內發生的電磁過程。因此，表格法就是直接選全部支路電壓和全部支路電流為求解對象。這一方法適用於任何電路，並且不需要作變數代換。但這一方法需要求解的方程數目太多（共2b個方程，b是電路的支路數），運算所費時間太長,對手工計算極為不利。支路電流法只選全部支路電流為求解對象，與表格法相比需要求解的方程減少了一半，但當支路個數多時仍難令人滿意。節點電壓法和迴路電流法分別選定(n-1)個節點電壓和(b-n+1)個迴路電流作為求解對象。n是電路的節點數。節點電壓是在n個節點中任選一個作為參考節點後餘下的節點 （共為n-1個）對所選參考節點的電位（參考節點的電位規定為零）。迴路電流是根據電流的連續性在迴路中假設的一種環流電流，而且通常又是設在電路的基本迴路 （共為b-n+1個）內。在一個電路內(n-1)和(b-n+1)總是少於b,所以節點電壓法和迴路電流法需要求解的方程數少於前兩種方法。
當計算的電路是平面網路時，傳統上是選其區域網路孔中的環行電流為迴路電流。
列寫方程時,要求所列方程彼此獨立,並且方程數應與所選的求解對象數相等。例如,用表格法就必須寫出2b個獨立方程。此外,不管用哪種方法,列寫方程時都要運用支路電流和支路電壓在電路中受到的兩種約束：支路電流和支路電壓必須分別滿足基爾霍夫電流定律 (KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)（見基爾霍夫定律）;二者必須同時滿足支路上的電壓-電流關係(VCR), 即支路的特性方程（簡稱支路方程）。不難證實,對電路的所有（n個）節點用KCL寫方程（稱其為KCL方程）只有 (n-1)個獨立； 對電路的所有迴路用KVL 寫方程（稱其為KVL方程）只有(b-n+1)個獨立。因此,為了能很快地寫出獨立方程，可在列寫方程之前，先在電路內任選一個節點作為參考點（對此點不寫KCL 方程）和任選一組基本迴路(對這種迴路寫出的KVL方程一定獨立)，然後再對(n-1)個非參考節點（又稱獨立節點）寫出KCL方程,對所選的基本迴路（共b-n+1個）寫出KVL方程,這樣便能得到b個獨立方程。再加b個獨立的支路方程共有2b個。所謂基本迴路,是在為電路的圖選定一“樹”後,按一個連支與若干個樹支組成一個迴路的法則構成的一種迴路（見網路拓撲）。由於不管怎樣選樹，電路的樹支和連支只能是(n-1)個和(b-n+1)個，所以電路的基本迴路數也只能是(b-n+1)個。
計算電路為的是求出支路電壓和支路電流後，能根據它們的數值或波形進一步討論電路內發生的電磁過程。因此，表格法就是直接選全部支路電壓和全部支路電流為求解對象。這一方法適用於任何電路，並且不需要作變數代換。但這一方法需要求解的方程數目太多（共2b個方程，b是電路的支路數），運算所費時間太長,對手工計算極為不利。支路電流法只選全部支路電流為求解對象，與表格法相比需要求解的方程減少了一半，但當支路個數多時仍難令人滿意。節點電壓法和迴路電流法分別選定(n-1)個節點電壓和(b-n+1)個迴路電流作為求解對象。n是電路的節點數。節點電壓是在n個節點中任選一個作為參考節點後餘下的節點 （共為n-1個）對所選參考節點的電位（參考節點的電位規定為零）。迴路電流是根據電流的連續性在迴路中假設的一種環流電流，而且通常又是設在電路的基本迴路 （共為b-n+1個）內。在一個電路內(n-1)和(b-n+1)總是少於b,所以節點電壓法和迴路電流法需要求解的方程數少於前兩種方法。
當計算的電路是平面網路時，傳統上是選其區域網路孔中的環行電流為迴路電流。
列寫方程時,要求所列方程彼此獨立,並且方程數應與所選的求解對象數相等。例如,用表格法就必須寫出2b個獨立方程。此外,不管用哪種方法,列寫方程時都要運用支路電流和支路電壓在電路中受到的兩種約束：支路電流和支路電壓必須分別滿足基爾霍夫電流定律 (KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)（見基爾霍夫定律）;二者必須同時滿足支路上的電壓-電流關係(VCR), 即支路的特性方程（簡稱支路方程）。不難證實,對電路的所有（n個）節點用KCL寫方程（稱其為KCL方程）只有 (n-1)個獨立； 對電路的所有迴路用KVL 寫方程（稱其為KVL方程）只有(b-n+1)個獨立。因此,為了能很快地寫出獨立方程，可在列寫方程之前，先在電路內任選一個節點作為參考點（對此點不寫KCL 方程）和任選一組基本迴路(對這種迴路寫出的KVL方程一定獨立)，然後再對(n-1)個非參考節點（又稱獨立節點）寫出KCL方程,對所選的基本迴路（共b-n+1個）寫出KVL方程,這樣便能得到b個獨立方程。再加b個獨立的支路方程共有2b個。所謂基本迴路,是在為電路的圖選定一“樹”後,按一個連支與若干個樹支組成一個迴路的法則構成的一種迴路（見網路拓撲）。由於不管怎樣選樹，電路的樹支和連支只能是(n-1)個和(b-n+1)個，所以電路的基本迴路數也只能是(b-n+1)個。
