1、指针式万用表的设计电路分析方法介绍及应用 电路分析与实践项目化教程电路分析与实践项目化教程 CONTENTS目录什么是节点电压法12 节点电压法的推倒3节点电压法的应用电路分析与实践项目化教程电路分析与实践项目化教程节点电压法的定义 在具有n个节点的电路中，任选其中一个节点作为参考点，其余个各节点相对参考点的电压叫做该节点的节点电压，以电路的（n-1)个节点电压为未知数，按KCL列（n-1）个节点电流方程联立求出节点电压，再求出其它各支路电压或电流的方法称为节点电压法。一、什么是节点电压法一、什么是节点电压法 其他支路电压其他支路电压一、过渡过程一、过渡过程二、节点电压法的推倒二、节点电压法的
2、推倒参考节点：参考节点：0 0节点电压节点电压=节点电位节点电位110Vu220Vu330Vu3130104VVuuu2120105VVuuu3230206VVuuu一、过渡过程一、过渡过程二、节点电压法的推倒二、节点电压法的推倒330220110VuVuVu，全部支路电压全部支路电压3230206VVuuu3130104VVuuu2120105VVuuu1011uGi 0222uGi 0333uGi)031044uuGi（)021055uuGi（)032066uuGi（1541Siiii0652iii2643Siiii对节点对节点对节点列出用节点电压表示的电阻列出用节点电压表示的电阻VCRV
3、CR方程方程对电路的三个独立节点列出对电路的三个独立节点列出KCLKCL方程方程6 （6 6）PTCPTC起动器起动器 图图3-22 3-22 用用PTCPTC起动的单相异步电动机起动的单相异步电动机 PTC PTC起动器又称半导体起动器，具有正温度系数的热敏电阻器起动器又称半导体起动器，具有正温度系数的热敏电阻器件，具有在陶瓷原料中掺入微量稀土元素烧结后制成的半导体晶件，具有在陶瓷原料中掺入微量稀土元素烧结后制成的半导体晶体结构。它具有体结构。它具有随温度的升高而电阻值增大随温度的升高而电阻值增大的特点，有着无触点的特点，有着无触点开关的作用。开关的作用。PTC PTC元件与起动绕组串联，电
4、机起动时，元件与起动绕组串联，电机起动时，PTCPTC元件的温度较低元件的温度较低，电阻值较小，可近似为通路。电机起动电流很大（正常运转电，电阻值较小，可近似为通路。电机起动电流很大（正常运转电流的流的5-75-7倍），倍），PTCPTC元件在大电流作用下温度升高达临界温度元件在大电流作用下温度升高达临界温度(约约100100o oC)C)，元件的电阻值增大至几十千欧，使电流难以通过，可近，元件的电阻值增大至几十千欧，使电流难以通过，可近似为断路。此时，与之串联的起动绕组相当于断路，而运行绕组似为断路。此时，与之串联的起动绕组相当于断路，而运行绕组继续使电动机正常运行。继续使电动机正常运行。7
5、 3 3、单相交流电动机的工作原理、单相交流电动机的工作原理 单相异步电动机的主绕组通入单相交流电，产生强弱和方向单相异步电动机的主绕组通入单相交流电，产生强弱和方向像正弦交流电作周期性变化的脉动磁场。像正弦交流电作周期性变化的脉动磁场。为使电动机能自动起动，定子铁心槽里嵌放两个绕组（主绕为使电动机能自动起动，定子铁心槽里嵌放两个绕组（主绕组和辅助绕组），辅助绕组与主绕组在定子铁心槽中相差组和辅助绕组），辅助绕组与主绕组在定子铁心槽中相差9090电角电角度。度。图图3-23 3-23 脉动磁场脉动磁场 图图3-24 3-24 电容式电动机接线电容式电动机接线8 为使两相绕组中的电流有一个相位差
6、，可在辅助绕组中串接为使两相绕组中的电流有一个相位差，可在辅助绕组中串接电容、电阻进行移相。电容、电阻进行移相。下面以辅助绕组串入电容的单相电动机为例，如图下面以辅助绕组串入电容的单相电动机为例，如图3-243-24所示所示。辅助绕组辅助绕组WAWA与电容与电容C C串联后同主绕组串联后同主绕组WMWM并联，再接入电源。并联，再接入电源。电动机接通电源时，因辅助绕组电路为容性（电容量应足够电动机接通电源时，因辅助绕组电路为容性（电容量应足够大），故电流大），故电流i iA A超前电源电压一定角度，而主绕组电路为感性，超前电源电压一定角度，而主绕组电路为感性，故电流故电流i iM M滞后电源电压
7、一个角度。滞后电源电压一个角度。只要电容器选择适当，就能使只要电容器选择适当，就能使i iM M滞后滞后i iA A9090。相位差相位差9090的两个电流的两个电流i iM M和和i iA A分别通入空间相差分别通入空间相差9090电角度的两电角度的两个绕组，将产生一个旋转磁场个绕组，将产生一个旋转磁场。转子在该旋转磁场的作用下，获得起动转矩而旋转。转子在该旋转磁场的作用下，获得起动转矩而旋转。9图图3-25 3-25 单相电动机旋转磁场单相电动机旋转磁场 4 4、单相异步电动机的调速方法、单相异步电动机的调速方法 （1 1）串电抗器调速）串电抗器调速 在电动机的电源线路中串联起分压作用的电
8、抗器来调节电抗在电动机的电源线路中串联起分压作用的电抗器来调节电抗值，值，从而改变电动机两端的电压，达到调速目的。从而改变电动机两端的电压，达到调速目的。串电抗器调速结构简单、容易调整调速比，但耗材多、体积串电抗器调速结构简单、容易调整调速比，但耗材多、体积大。大。一、过渡过程一、过渡过程二、节点电压法的推倒二、节点电压法的推倒将将中各电流值代入中各电流值代入各方程整理得各方程整理得120420510541)(SiuGuGuGGG0)(03602652015uGuGGGuG写成一般式写成一般式11301320121011SiuGuGuG22303220221012SiuGuGuG3330332
9、0231013SiuGuGuG203643026014)(SiuGGGuGuG1、节点电压法的推导、节点电压法的推导写成一般式写成一般式11301320121011SiuGuGuG22303220221012SiuGuGuG33303320231013SiuGuGuG自电导：自电导：G11G11、G22G22、G33G33分别是各节点全部电导分别是各节点全部电导的总和，为正值的总和，为正值互电导：互电导：Gij(ij)Gij(ij)是节点是节点i i和和j j 间电导总和的负值间电导总和的负值332211,sssiii54111GGGG65222GGGG64333GGGG51212GGG413
10、13GGG63223GGG111ssii233ssii022si二、节点电压法的推倒二、节点电压法的推倒 是流入该节点全部电流源电流的代数和是流入该节点全部电流源电流的代数和一、过渡过程一、过渡过程二、节点电压法的推倒二、节点电压法的推倒n n个节点，其节点电压方程的一般形式为个节点，其节点电压方程的一般形式为110)1()1(120121011SnniuGuGuG220)1()1(220220112SnniuGuGuG)1)(1(0)1()1)(1(202)1(011)1(nnSnnnnniuGuGuG例：用节点电压法求图中各电阻支路电流。三、三、节点电压法的应用节点电压法的应用1、列出节点
11、方程，整理得103522121uuuu2、解得各节点电压VuVu31213、可求得各支路电流Aui111111Aui6)3(2222Auui4)3(1 1)(1213节点51)11(21uu节点10)21(121uu三、三、节点电压法的应用节点电压法的应用课后练习题：用节点电压法求图中各电阻支路电流 三、三、节点电压法的应用节点电压法的应用2022-8-152022-8-152022-8-152022-8-152022-8-152022-8-152022-8-152022-8-152022-8-152022-8-15一、一、二、二、三、三、指定电路中任一节点为参考节点，用接指定电路中任一节点为参考节点，用接地符号表示，标出各独立节点的编号；地符号表示，标出各独立节点的编号；用观察法列出用观察法列出(n-1)(n-1)个节点电压方程，个节点电压方程，求出各节点电压；求出各节点电压；选定支路电流和支路电压的参考方向，选定支路电流和支路电压的参考方向，计算各支路电压和支路电流；计算各支路电压和支路电流；四、四、根据题意要求，计算功率和其他电量等。根据题意要求，计算功率和其他电量等。节点电压法节点电压法
