以支路電流為求解對象的電路計算方法。用此法計算一個具n個節(jié)點和b條支路的電路時,因待求的支路電流數為b,故需列出b個含支路電流的獨立方程。根據電路內的支路電流在節(jié)點上必須服從基爾霍夫電流定律(kcl)的約束,支路電壓沿回路必須服從基爾霍夫電壓定律(kvl)的約束(見基爾霍夫定律),而支路電流和支路電壓在每條支路上又必須滿足該支路的特性方程(即支路的電壓-電流關系,vcr),可以導出這b個方程。
首先,對除參考節(jié)點外的所有節(jié)點,利用kcl寫方程,可得(n-1)個只含支路電流的獨立方程;對所選定的基本回路,利用kvl寫方程,可得(b-n+1)個只含支路電壓的獨立方程。再根據各支路的連接形式和所含元件的類型寫出b個既含支路電流又含支路電壓的支路方程。最后利用支路方程消去(b-n+1)個方程中的支路電壓,便得到總數為(n-1)+(b-n+1)=b個只含支路電流的方程。有了這些方程,就可用適當的數字方法求解。
①為電路的支路電壓和支路電流選定參考方向。選一個節(jié)點為參考節(jié)點,并根據基本回路的定義(見網絡拓撲)選定一組這種回路(如果電路是平面網絡,則可選內網孔),最后為這組回路定好繞行方向。
②對除參考點外的所有節(jié)點寫出(n-1)個kcl方程。
③對基本回路(或網孔)寫出(b-n+1)個kvl方程。
④寫出各支路的方程。
⑤將支路方程代入kvl方程,消去電路電壓后,得出(b-n+1)個含支路電流的方程。
⑥用適當的數學方法從第1步和第5步得到的(n-1)+(b-n+1)=b個方程組成的方程組中解出支路電流。
⑦將求得的支路電流代入支路方程,求出支路電壓。
對于線性電路,應用支路電流法時,電路內不能含有壓控元件構成的支路。因為這種支路的電壓無法通過電流來表達,從而也就無法從kvl方程中消去該支路的電壓。另外,當遇到電路(不管是線性還是非線性)含僅由獨立電流源構成的支路時,最好使用電源轉移法將該電流源進行轉移以后,再用支路電流法進行計算。
優(yōu)點:直觀,所求就是支路電流。
缺點:當支路數目較多時,變量多,求解過程麻煩,不宜于手工計算。