摘 要:對電路理論中的回路法和節(jié)點(diǎn)法進(jìn)行了改進(jìn)。應(yīng)用改進(jìn)后的方法可以快速準(zhǔn)確地解決電路問題,同時(shí)一系列復(fù)雜問題如自電阻(電導(dǎo))、互電阻(電導(dǎo))和其正負(fù)符號無需考慮,另外本方法還大大擴(kuò)展了解題范圍,這些優(yōu)點(diǎn)可以從給出的例子中體現(xiàn)出來。<!--摘要CH(結(jié)束)←-->
<!--→關(guān)鍵CH(開始)--> 關(guān)鍵詞:回路法;節(jié)點(diǎn)法;KCL(KVL);電路
1 引言
回路法和節(jié)點(diǎn)法作為電路理論的基本方法,應(yīng)用非常廣泛,是求解電路問題的有力工具,尤其在大型電路的計(jì)算機(jī)求解中更為重要,但其確有方程列寫方面的諸多不便,使方程列寫非常容易出錯(cuò),傳統(tǒng)的回路法和節(jié)點(diǎn)法有以下特點(diǎn),如表1所示。
2 傳統(tǒng)的回路法、節(jié)點(diǎn)法方程的列寫
為了更好地引出新的方程列寫法,有必要對傳統(tǒng)列寫法進(jìn)行簡單的描述,在此基礎(chǔ)上改進(jìn)為新方法。下面以圖1所示電路為例,介紹傳統(tǒng)方法的方程列寫。
此問題用傳統(tǒng)的回路法:所選回路如圖1所示,分別對回路Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ列寫方程如下:
對回路Ⅰ:

用傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)法:所選節(jié)點(diǎn)u1,u2,如圖1所示,分中別對節(jié)點(diǎn)u1,u2,u3列寫方程如下:
對節(jié)點(diǎn)u1:

上面就是這兩種方法的傳統(tǒng)列寫形式,用這兩種方法列寫過方程的人都知道,稍不注意就會列寫出錯(cuò),導(dǎo)致后面的計(jì)算工作等于白做,而現(xiàn)在一般的教材及文獻(xiàn)均遵從以上列法,參見所附“參考文獻(xiàn)”。
<!--→參考文獻(xiàn)CH(開始)-->
3 改進(jìn)的回路法和節(jié)點(diǎn)法
3.1 改進(jìn)的回路法
以圖1為例,所設(shè)未知變量仍為i1,i2,i3。下面只用KVL的概念和各支路歐姆定律列寫方程如下:
對回路Ⅰ:<!--參考文獻(xiàn)CH(結(jié)束)←-->
<!--→標(biāo)題EN(開始)--><!--標(biāo)題EN(結(jié)束)←--><!--→標(biāo)題EN(開始)--> 
<!--標(biāo)題EN(結(jié)束)←--> 以各電阻為研究對象合并同類項(xiàng),整理方程如下:
對回路Ⅰ:
<!--→標(biāo)題EN(開始)-->
<!--標(biāo)題EN(結(jié)束)←--><!--→標(biāo)題EN(開始)-->
可見,式(1),(2),(3)中,每一項(xiàng)都表示一個(gè)電壓,且每個(gè)電壓都有直觀的物理含義,他們都表示加在某個(gè)電路元件上的壓降值,其表達(dá)式遵循歐姆定律,非常直觀,整個(gè)式子按KVL列寫,不用引入自電阻、互電阻等概念。以式(2)為例,在所設(shè)回路電流i1,i2,i3下,R1上流過的電流就是i2+i1,那么R1(i2+i1)就表示電阻R1上的壓降。同理,R6上流過的電流就是i2-i3,R6(i2-i3)就表示電阻R6上的壓降。所有回路Ⅱ上元件的壓降的代數(shù)和為0,按此方法,回路Ⅱ的方程就可快速準(zhǔn)確地列寫出來,且方程的物理含義清晰,只要具有歐姆定律知識,明白KVL含義就可迅速掌握,一般列寫時(shí)方程中各元素不重不漏,列寫過程無需記憶什么規(guī)則,下面將舉例進(jìn)一步說明。
3.2 改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)法
以圖1為例,選節(jié)點(diǎn)仍為原u1,u2,u3,同樣根據(jù)最基本的KCL和歐姆定律列寫方程:
對節(jié)點(diǎn)u1:





