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1、电路分析法补充知识为什么要引入图论:网络大型化、复杂化要求计算机辅助分析图论起源:1736年欧拉为解决肯尼希堡城7桥不循环问题普雷格尔河ACBD电路图论基础图论的发展和现状:目前称为数学分支之一——几何拓扑学由“点”、“线”组成的结构拓扑关系为研究对象应用到自然科学、工程技术、经济理论、社会研究等领域图论在电学上的应用:将电路网络几何化,把结构信息输入计算机,列出KCL、KVL等方程,再加入VCR关系式则可以计算网络参数。电路图论1、什么是图?Graph,记为G,是忽略元件性质,把电路中的每一条支路抽象为线段,节点抽象为圆点,所形成结构关系的集合
2、。G={支路,节点}R2CLuSR1例题1电路图论抽象支路+-注解:(1)网络图中的圆点(节点)依附于线段(支路)而存在;数学几何图中点、线各自独立(2)网络图中线段(支路)目前约定为串联复合支路抽象电路图论2、有向图&无向图标注了线段方向的图常常用支路电流/电压方向作为线段方向没有标注线段方向的图directedgraph电路图论+-+-抽象连通图抽象非连通图3、连通图&非连通图任意二节点至少有一条路径连接,无孤立节点有孤立节点的图电路图论4、平面图&非平面图只在一个平面内,除节点外无交叉处的图立体图电路图论5、子图&补图某图Ga中节点、支路都
3、是图G中的节点和支路,则称Ga是G的子图Ga+Gb=G,则Ga与Gb互为补图=+GGaGb电路图论6、路径&回路连接节点的所有支路总和起点回到终点的闭合路径G路径回路电路图论请您练习dbac作出下面电路图的有向图,并画出4个子图、2对补图、5条路径、3条回路电路图论7、什么是树(Tree)?树不唯一,n节点有nn-2个树树T是连通图G的一个子图,具有下述性质:(1)连通;(2)包含G的所有节点和部分支路;(3)不包含回路。16个电路图论请您练习作出下面连通图的至少6个树电路图论8、什么是树余?与树T互为补图的子图,具有下述性质:(1)可以是非连通
4、图;(2)可以不包含G的所有节点;(3)可以包含回路。电路图论9、树支与连支树支:树中的各支路treebranch连支:树余中的各支路linkbranch注解:(1)n节点、b支路的网络中,每个树T有n-1条树支,每个树余有b-(n-1)条连支。电路图论注解:(2)单连支回路(基本回路):在任一树中任意取两节点之间加入一条支路,必然形成一个包含该连支在内的回路,称为单连支回路,或者基本回路。1234567145树支数4连支数3电路图论(3)基本回路组(独立回路组):一个树的所有单连支回路的集合,称为基本回路组。由于一个连支仅仅出现在一个单连支回路
5、中,故基本回路上的电压关系不能相互推导,相互具有独立性,所以也称为独立回路组。(4)平面图中总可以找到一个树,使得所有平面网孔成为一组独立回路。(5)对独立回路组(含网孔组)列出的KVL方程是独立方程组;选不同的树,可以对一网络列出不同的独立KVL方程组。网孔树注解:电路图论(1)把C中全部支路移去,将图分成两个分离部分;(2)保留C中的一条支路,其余都移去,G还是连通的。①4321②④③56①1②3④③4256C1:{2,5,4,6}割集C是连通图G中一个支路的集合,具有下述性质:10、连通图的割集(setcut)电路图论①4321②④③56①
6、4321②④③56①4321②④③56C4:{1,5,2}C3:{1,5,4}C2:{2,3,6}(1)由于KCL适用于任何一个闭合面,对于每一个割集来说,组成割集的所有支路的电流应满足KCL。(2)对于一个连通图,可有多个割集,可以列出与割集数相等的KCL方程。这些方程彼此之间并不独立。(3)借助于“树”可以来确定独立割集。注解:电路图论(4)单树支割集(基本割集)①4321②④③56①4321②④③56C3:{1,5,3,6}C2:{3,5,4}①4321②④③56C1:{2,3,6}①每一条树支和若干连支可以构成一个割集,称为单数支割集或者
7、基本割集②对n个节点和b条支路图G,有树支n-1个,因此可以构成n-1单树支割集,称之为基本割集组。③由树支的独立性可推出基本割集组是独立割集组,依据它们列出的KCL方程组也具有独立性。电路图论⑤对复杂连通图G,可以选出多个回路和割集;但树T一旦选定,G的基本回路和基本割集就完全确定。⑥n节点b支路的图G,其任一树T都有n-1个基本割集和b-(n-1)个基本回路。④连支集合不能构成割集。即使所有连支都去掉,剩下的树支仍然构成连通图,与割集的定义矛盾。电路图论请您练习右图取2、3、4、6为树支,有哪些基本割集?1234567812345678C1(
8、2,1,5,7,8)12345678C2(3,1,5,8,)12345678C3(4,1,5,)12345678C4(5,6,7,8)电