线性网络分析法之节点电压法详解

在上期我们就谈到很多工程师通常会选择节点电流法来对电路进行分析，优点是简单易计算，容易入手，但缺点是很难考虑上电压变化，所以本文将谈谈节点电压法。

需要注意的是，该电路分析方法只适用于线性网络，而线性网络是指由线性有源元件和线性无源元件组成的电路，线性元件是指其电压与电流关系能用一次线性方程进行描述的元件，如电阻、电容器等是线性无源元件；电压源、电流源为线性有源元件，而二极管、三极管则为非线性元件，线性网络中不包括这些元件。

节点电压法：

1、电位的概念

在分析计算电路时，特别是在电子电路中，经常要用到电位这个概念。电路元件中电流的实际方向总是从高电位点流向低电位点，它们之间存在电位差(即电压)。所谓某点的电位，就是该点到参考点的电压。因此，计算电位时，必须选定电路中的零电位参考点，并用接地符号“”标注出来。

2、电位的计算

要计算某点的电位，就从该点出发，通过一定的路径绕到零电位点，该绕行路径上各段电压的代数和即为计算点的电位。各段电压正、负确定:电压参考方向与绕行方向相同的取“十”，反之取“一”。

注意事项：

第一：零点电位一旦选定，电路中各点的电位就唯一确定; 当零电位点变化时，各点电位将随之变化。

第二:电路任意两点间的电位差(即电压)，不会随零电位点的变化而发生变化。

3、节点电压法

在电路分析计算中，常常会遇到独立节点数少于独立回路数的电路，对这种电路分析求解，通常采用节点电压法。所谓节点电压，就是在电路中选定一个参考节点，求出其他节点对参考节点的电压。由于其他节点与参考点间的电压即为各节点电位，因此，节点电压法也称节点电位法。节点电压法也是分析计算复杂电路常用的基本方法之一。

如图所示：

弥尔曼定理：

 弥尔曼公式中，分子是各电流源的代数和(若是电压源模型转换成电流源模型),流进待求节点的电流源取“十”，反之取“一”;

分母是连接在两节点之间的各电阻倒数之和(电导之和)。

凡是电路具有两个节点的电路，均可用上式来求得节点电压。

电路中某一点的电位是指该点与电路参考电位点(电位为零)间的电压值。

参考点不同，电路中各点电位随着改变，但任意两点间的电压是不会变化的。

如果用电压源来描述，则电压源的参考方向与节点电压V的参考方向相同时取正号，反之取负号。电流源的参考方向与节点电压的参考方向相反时取正号，反之取负号。