图示电路,试用结点电压法求解电路,2Ω电阻上的电压Uk等于()。
A 、4V
B 、-152/7V
C 、152/7V
D 、-4V
【正确答案:D】
列节点电压方程: 由 KVL 可知:
解:(a)电压源单独作用时,电流源开路。
2Ω电阻的电压为U',则其电流为U'/2=0.5U',方向向下。因为此时整个电路就是一个单回路,所以回路电流为0.5U',逆时针方向。
KVL:(3+2)×0.5U'+4=5U',解得:U'=1.6(V)。
(b)电流源单独作用时,电压源短路。
同样2Ω电阻电流为:U"/2=0.5U",方向向下。KCL得到3Ω电阻的电流为:2-0.5U",方向向右。
KVL:U"=3×(2-0.5U")+5U",解得:U"=-2.4(V)。
(c)叠加:U=U'+U"=1.6-2.4=-0.8(V)。
节点电压法:最上面的节点电压为:U+4,KVL:
U/2+(U+4-5U)/3=2。3U+2×(4-4U)=12,-5U=4,U=0.8(V)。
完全一致。
8V电压源单独作用时,视2A电流源及Is为开路
2欧串联4欧为6欧,再与3欧并联为2欧,总电流=8V/(6欧+2欧)=1A
应用分流公式:2欧电阻上的电流=1*3/(3+6)=1/3 A
U'=2*1/3=2/3 V
2A电流源单独作用时,视8V电压源为短路、Is为开路
3欧并联6欧为2欧,2欧串联2欧为4欧
所以流过2欧电阻的电流=-2A/2=-1A
U''=2*(-1)=-2 V
Is单独作用时,视8V电压源为短路、2A电流源为开路
题目要求U=0,所以 U'''=-(U'+U'')=4/3 V
Is=(4/3)/2+(4/3)/(3//6+4)=8/9 A 方向自右至左
如图,节点电压发,列公式:
Ua/6+(18-Ua)/3=2,
Ua=24(V)。
Ub/10+Ub/15=2,
Ub=12(V)。
答案U=Ub-Ua=-12(V)。