4-6電路設(shè)計(jì)_電路應(yīng)用和計(jì)算機(jī)分析電路實(shí)例

1、14 46 6電路設(shè)計(jì)，電路應(yīng)用和計(jì)算機(jī)分析電路實(shí)例電路設(shè)計(jì)，電路應(yīng)用和計(jì)算機(jī)分析電路實(shí)例 首先介紹用疊加定理分析含受控源電路的特殊方法。首先介紹用疊加定理分析含受控源電路的特殊方法。再說明如何用計(jì)算機(jī)程序分析電路和計(jì)算線性電阻單口網(wǎng)再說明如何用計(jì)算機(jī)程序分析電路和計(jì)算線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路。然后介紹電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的分析和設(shè)計(jì)。最絡(luò)的等效電路。然后介紹電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的分析和設(shè)計(jì)。最后討論電路的惟一解問題。后討論電路的惟一解問題。 一、疊加定理一、疊加定理舉例說明如何用疊加定理處理含受控源的線性電阻電路。舉例說明如何用疊加定理處理含受控源的線性電阻電路。2圖圖428例例420圖圖428(a)電路

2、與圖電路與圖44(a)相同。已知相同。已知 r=2，試用疊加，試用疊加定理求電流定理求電流i。 解解 用疊加定理求解含受控源的線性電阻電路時(shí)，由于每個(gè)電路用疊加定理求解含受控源的線性電阻電路時(shí)，由于每個(gè)電路都包含受控源，計(jì)算并不簡單。能不能將受控源也當(dāng)成獨(dú)立電都包含受控源，計(jì)算并不簡單。能不能將受控源也當(dāng)成獨(dú)立電源來處理呢？根據(jù)替代定理，可以將圖源來處理呢？根據(jù)替代定理，可以將圖(a)電路的受控源電壓電路的受控源電壓ri作為已知量，用獨(dú)立源代替時(shí)可以分解為三個(gè)電路，如圖作為已知量，用獨(dú)立源代替時(shí)可以分解為三個(gè)電路，如圖428(b),(c)和和(d)所示，用疊加電路計(jì)算電流所示，用疊加電路計(jì)算電

3、流i3圖圖428對圖對圖428(b),(c)和和(d)所示電路，用疊加定理計(jì)算電流所示電路，用疊加定理計(jì)算電流iiriiiii5 . 0A5 . 4A313A64313V12 求解方程得到電流求解方程得到電流 iA15 . 01A5 . 4A3 i已知電流已知電流 i 容易求得電壓容易求得電壓u 15VA53)A6(3 iu4二、計(jì)算機(jī)輔助電路分析二、計(jì)算機(jī)輔助電路分析 當(dāng)電路比較復(fù)雜時(shí)，利用計(jì)算機(jī)程序分析電路，可以當(dāng)電路比較復(fù)雜時(shí)，利用計(jì)算機(jī)程序分析電路，可以檢驗(yàn)檢驗(yàn)“ 筆算筆算”結(jié)果是否正確和掌握各種電路的特性，提結(jié)果是否正確和掌握各種電路的特性，提高分析和解決電路問題的能力。下面舉例說明

4、利用高分析和解決電路問題的能力。下面舉例說明利用DCAP程序可以計(jì)算每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用產(chǎn)生的電壓和電流，程序可以計(jì)算每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用產(chǎn)生的電壓和電流，也可以計(jì)算電路任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的戴維寧和諾頓等效電也可以計(jì)算電路任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的戴維寧和諾頓等效電路參數(shù)。路參數(shù)。 5解：運(yùn)行解：運(yùn)行DCAP程序，正確讀入圖程序，正確讀入圖(b)所示電路數(shù)據(jù)，選擇所示電路數(shù)據(jù)，選擇 疊加定理分析電路的菜單，可以得到以下計(jì)算結(jié)果。疊加定理分析電路的菜單，可以得到以下計(jì)算結(jié)果。 例例421 用疊加定理計(jì)算圖用疊加定理計(jì)算圖429(a)電路中各支路電壓和電流。電路中各支路電壓和電流。 圖圖4296 L4-21

5、 Circuit Data 元件 支路 開始 終止 控制 元 件 元 件 類型 編號 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 支路 數(shù) 值 數(shù) 值 R 1 1 0 3.0000 CV 2 1 2 3 2.0000 R 3 2 3 1.0000 V 4 3 0 12.000 I 5 0 2 6.0000 獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù) = 3 支路數(shù) = 5 - 用 疊 加 定 理 分 析 線 性 電 路 - Y = Y(V 4) + Y(I 5) V 1= 15.0 = 6.00 + 9.00 V 2= 13.0 = 10.0 + 3.00 V 3= 12.0 = 12.0 + .000 U 1= 15.0 = 6.00 + 9.00 U

6、2= 2.00 = -4.00 + 6.00 U 3= 1.00 = -2.00 + 3.00 U 4= 12.0 = 12.0 + .000 U 5= -13.0 = -10.0 + -3.00 I 1= 5.00 = 2.00 + 3.00 I 2= -5.00 = -2.00 + -3.00 I 3= 1.00 = -2.00 + 3.00 I 4= 1.00 = -2.00 + 3.00 I 5= 6.00 = .000 + 6.00 * 直流電路分析程序 ( DCAP 2.11 ) 成電 七系-胡翔駿 *7- 用 疊 加 定 理 分 析 線 性 電 路 - Y = Y(V 4) +

7、Y(I 5) V 1= 15.0 = 6.00 + 9.00 V 2= 13.0 = 10.0 + 3.00 V 3= 12.0 = 12.0 + .000 U 1= 15.0 = 6.00 + 9.00 U 2= 2.00 = -4.00 + 6.00 U 3= 1.00 = -2.00 + 3.00 U 4= 12.0 = 12.0 + .000 U 5= -13.0 = -10.0 + -3.00 I 1= 5.00 = 2.00 + 3.00 I 2= -5.00 = -2.00 + -3.00 I 3= 1.00 = -2.00 + 3.00 I 4= 1.00 = -2.00 +

8、3.00 I 5= 6.00 = .000 + 6.00 * 請注意 ：功 率 不 能 疊 加 ! * P 1= 75.0 12.0 + 27.0 P 2= -10.0 8.00 + -18.0 P 3= 1.00 4.00 + 9.00 P 4= 12.0 -24.0 + .000 P 5= -78.0 .000 + -18.0 * 直流電路分析程序 ( DCAP 2.11 ) 成電 七系-胡翔駿 *8 計(jì)算結(jié)果顯示計(jì)算結(jié)果顯示: :兩個(gè)獨(dú)立電源共同作用所產(chǎn)生的電壓兩個(gè)獨(dú)立電源共同作用所產(chǎn)生的電壓或電流等于每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用產(chǎn)生電壓或電流的代或電流等于每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用產(chǎn)生電壓或電流的代

9、數(shù)和數(shù)和, , 說明線性電阻電路中任一支路的電壓和電流可以說明線性電阻電路中任一支路的電壓和電流可以疊加。而兩個(gè)獨(dú)立電源共同作用時(shí)支路的吸收功率疊加。而兩個(gè)獨(dú)立電源共同作用時(shí)支路的吸收功率, ,并不并不等于每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)支路吸收功率的代數(shù)和，等于每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)支路吸收功率的代數(shù)和，說明電路中支路的功率不能疊加。說明電路中支路的功率不能疊加。 9解解 運(yùn)行運(yùn)行DCAP程序程序, 正確讀入圖正確讀入圖(b)所示的電路數(shù)據(jù)后所示的電路數(shù)據(jù)后, 選擇選擇計(jì)算單口網(wǎng)絡(luò)等效電路的菜單，可以得到以下計(jì)算結(jié)果。計(jì)算單口網(wǎng)絡(luò)等效電路的菜單，可以得到以下計(jì)算結(jié)果。 例例422 計(jì)算圖計(jì)算圖430(

10、a)電路中任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間所構(gòu)成單口網(wǎng)電路中任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間所構(gòu)成單口網(wǎng)絡(luò)的戴維寧等效電路和諾頓等效電路以及輸出的最大功率。絡(luò)的戴維寧等效電路和諾頓等效電路以及輸出的最大功率。 圖圖43010 L4-22 Circuit Data 元件 支路 開始 終止 控制 元 件 元 件 類型 編號 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 支路 數(shù) 值 數(shù) 值 I 1 0 1 5.0000 R 2 1 2 2.0000 VV 3 2 0 2 2.0000 V 4 2 3 5.0000 R 5 3 0 10.000 VC 6 3 0 2 3.0000 獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù) = 3 支路數(shù) = 6 - 任 兩 結(jié) 點(diǎn) 間 單 口 的 等 效 電 路

11、- VCR: U = R0*I + Uoc I = G0*U - Isc 結(jié)點(diǎn)編號 開路電壓 輸入電阻 短路電流 輸入電導(dǎo) 最大功率 1 - 0: 30.00 6.000 5.000 .1667 37.50 2 - 0: 20.00 .0000 無諾頓等效電路 3 - 0: 15.00 .0000 無諾頓等效電路 2 - 1: -10.00 2.000 -5.000 .5000 12.50 3 - 1: -15.00 2.000 -7.500 .5000 28.12 3 - 2: -5.000 .0000 無諾頓等效電路 * 直流電路分析程序 ( DCAP 2.11 ) 成電 七系-胡翔駿 *

12、11 從所得到的單口網(wǎng)絡(luò)開路電壓和輸出電阻從所得到的單口網(wǎng)絡(luò)開路電壓和輸出電阻,以及短路電流以及短路電流和輸出電導(dǎo)和輸出電導(dǎo), 可以得到戴維寧等效電路和諾頓等效電路。例如可以得到戴維寧等效電路和諾頓等效電路。例如從結(jié)點(diǎn)從結(jié)點(diǎn)1到結(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)0之間所形成的單口網(wǎng)絡(luò)，其開路電壓之間所形成的單口網(wǎng)絡(luò)，其開路電壓 30V和和輸出電阻為輸出電阻為6, 由此可以得到端口電壓電流的關(guān)系式為由此可以得到端口電壓電流的關(guān)系式為 V30)6(oco IUIRU 從單口網(wǎng)絡(luò)的短路電流和輸出電導(dǎo)從單口網(wǎng)絡(luò)的短路電流和輸出電導(dǎo), , 可以得到端口電可以得到端口電壓電流的關(guān)系式為壓電流的關(guān)系式為 A5)S1667. 0(s

13、co UIUGI - 任 兩 結(jié) 點(diǎn) 間 單 口 的 等 效 電 路 - VCR: U = R0*I + Uoc I = G0*U - Isc 結(jié)點(diǎn)編號 開路電壓 輸入電阻 短路電流 輸入電導(dǎo) 最大功率 1 - 0: 30.00 6.000 5.000 .1667 37.5012 單口網(wǎng)絡(luò)等效電路計(jì)算結(jié)果中的最后一個(gè)數(shù)據(jù)，是單單口網(wǎng)絡(luò)等效電路計(jì)算結(jié)果中的最后一個(gè)數(shù)據(jù)，是單口網(wǎng)絡(luò)端接匹配負(fù)載所獲得的最大功率口網(wǎng)絡(luò)端接匹配負(fù)載所獲得的最大功率. 例如在結(jié)點(diǎn)例如在結(jié)點(diǎn)1 和結(jié)和結(jié)點(diǎn)點(diǎn)0之間端接之間端接6電阻時(shí)電阻時(shí), 可以獲得可以獲得37.5W的最大功率的最大功率, 這也是這也是單口網(wǎng)絡(luò)向負(fù)載電阻輸

14、出的最大功率單口網(wǎng)絡(luò)向負(fù)載電阻輸出的最大功率. 值得注意的是并非任何含源單口網(wǎng)絡(luò)都存在戴維寧值得注意的是并非任何含源單口網(wǎng)絡(luò)都存在戴維寧諾頓等效電路，例如本電路在結(jié)點(diǎn)諾頓等效電路，例如本電路在結(jié)點(diǎn)2和和0間以及結(jié)點(diǎn)間以及結(jié)點(diǎn)3和和0間間外加電壓源時(shí)都不存在惟一解，故不存在諾頓等效電路。外加電壓源時(shí)都不存在惟一解，故不存在諾頓等效電路。 - 任 兩 結(jié) 點(diǎn) 間 單 口 的 等 效 電 路 - VCR: U = R0*I + Uoc I = G0*U - Isc 結(jié)點(diǎn)編號 開路電壓 輸入電阻 短路電流 輸入電導(dǎo) 最大功率 1 - 0: 30.00 6.000 5.000 .1667 37.50 2

15、 - 0: 20.00 .0000 無諾頓等效電路 3 - 0: 15.00 .0000 無諾頓等效電路13 上圖所示上圖所示XD22型低頻信號發(fā)生器可以輸出正弦波、方型低頻信號發(fā)生器可以輸出正弦波、方波和脈沖波。各種波形的頻率范圍為波和脈沖波。各種波形的頻率范圍為20Hz至至2MHz。信號。信號通過一個(gè)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)再進(jìn)行輸出，使其波形的幅度可以通過一個(gè)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)再進(jìn)行輸出，使其波形的幅度可以在在100dB范圍內(nèi)連續(xù)變化，而輸出電阻均保持范圍內(nèi)連續(xù)變化，而輸出電阻均保持600 。14在幻燈片放映時(shí)，請用鼠標(biāo)單擊圖片放映錄像。15例例4-23 圖圖4-31(a)表示某個(gè)低頻信號發(fā)生器電阻衰減網(wǎng)

16、絡(luò)的表示某個(gè)低頻信號發(fā)生器電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的 電路模型電路模型, 各電阻的數(shù)值為各電阻的數(shù)值為R1=1987.4 ， R2=1352.8 , R3=1707.6 , R4=1155.0 和和R5=789.7 , 三、電阻衰減網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)三、電阻衰減網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)圖圖43116 它每一個(gè)結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的輸出電阻均為它每一個(gè)結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的輸出電阻均為600 ，而每，而每個(gè)結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的開路電壓按個(gè)結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的開路電壓按10dB衰減衰減, 從而可以在保從而可以在保持相同輸出電阻持相同輸出電阻(便于和負(fù)載匹配便于和負(fù)載匹配)的條件下，得到不同大的條件下，得到不同大小的輸出電壓小的輸出電壓, 便于用戶靈活使用

17、。便于用戶靈活使用。 當(dāng)圖中的電壓源從當(dāng)圖中的電壓源從0到到1V間連續(xù)變化時(shí)間連續(xù)變化時(shí), 該信號發(fā)生器該信號發(fā)生器的電壓可以從的電壓可以從0到到10mV,或從或從0到到31.6mV，或從，或從0到到100mV，或從或從0到到316mV間連續(xù)均勻變化。間連續(xù)均勻變化。 17 L4-23 circuit data 元件 支路 開始 終止 控制 元 件 元 件 類型 編號 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 支路 數(shù) 值 數(shù) 值 VR 1 1 0 1.0000 1897.4 R 2 1 0 1352.8 R 3 1 2 1707.6 R 4 2 0 1155.0 R 5 2 3 1707.6 R 6 3 0 1155.0

18、 R 7 3 4 1707.6 R 8 4 0 789.70 獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù) = 4 支路數(shù) = 8 - 任 兩 結(jié) 點(diǎn) 間 單 口 的 等 效 電 路 - VCR: U = R0*I + Uoc I = G0*U - Isc 結(jié)點(diǎn)編號 開路電壓 輸入電阻 短路電流 輸入電導(dǎo) 最大功率 1 - 0: .3162 600.0 5.2704E-04 1.6667E-03 4.1665E-05 2 - 0: .1000 600.0 1.6667E-04 1.6667E-03 4.1666E-06 3 - 0: 3.1623E-02 600.0 5.2705E-05 1.6667E-03 4.1668E-

19、07 4 - 0: 9.9999E-03 600.0 1.6667E-05 1.6667E-03 4.1667E-08* 直流電路分析程序 ( DCAP 2.11 ) 成電 七系-胡翔駿 *18 用用DCAP程序的計(jì)算結(jié)果表明程序的計(jì)算結(jié)果表明, 任一結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的任一結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的輸出電阻都是輸出電阻都是600 。各結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的開路電壓分別為。各結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的開路電壓分別為0.3162V,0.1V, 0.03162V和和0.01V，就，就1V電壓源而言，總衰電壓源而言，總衰減量為減量為40dB，即增益為，即增益為-40dB或或k=0.01倍。每一級的衰減倍。每一級的衰減量都是量都是

20、10dB，增益為，增益為-10dB或或K=0.3162倍。倍。 為了將電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的總衰減量減少或增加為了將電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的總衰減量減少或增加10dB，最，最簡單的一個(gè)方法是在電路中部減少或增加兩個(gè)阻值為簡單的一個(gè)方法是在電路中部減少或增加兩個(gè)阻值為R3和和R4的電阻。的電阻。 - 任 兩 結(jié) 點(diǎn) 間 單 口 的 等 效 電 路 - VCR: U = R0*I + Uoc I = G0*U - Isc 結(jié)點(diǎn)編號 開路電壓 輸入電阻 短路電流 輸入電導(dǎo) 最大功率 1 - 0: .3162 600.0 5.2704E-04 1.6667E-03 4.1665E-05 2 - 0: .1000 600

21、.0 1.6667E-04 1.6667E-03 4.1666E-06 3 - 0: 3.1623E-02 600.0 5.2705E-05 1.6667E-03 4.1668E-07 4 - 0: 9.9999E-03 600.0 1.6667E-05 1.6667E-03 4.1667E-0819圖圖432電路設(shè)計(jì)任務(wù)：用圖電路設(shè)計(jì)任務(wù)：用圖432所示電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，所示電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，每一檔的衰減量為每一檔的衰減量為10dB，即，即k=1/ ，總衰減量為，總衰減量為40dB(100倍倍)。每一檔的輸出電阻每一檔的輸出電阻Ro相同，相同，Ro的數(shù)值可以根據(jù)每個(gè)學(xué)

22、生的班級的數(shù)值可以根據(jù)每個(gè)學(xué)生的班級和學(xué)號來確定，例如班級為和學(xué)號來確定，例如班級為3，學(xué)號為，學(xué)號為15的學(xué)生，指定的學(xué)生，指定Ro=315。設(shè)計(jì)完成后要求學(xué)生用計(jì)算機(jī)程序檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果是否正確。設(shè)計(jì)完成后要求學(xué)生用計(jì)算機(jī)程序檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果是否正確。 1020 按照每檔衰減量為按照每檔衰減量為10dB和和Ro=315的要求，用下列公式的要求，用下列公式(推導(dǎo)過程從略推導(dǎo)過程從略)計(jì)算各電阻值。計(jì)算各電阻值。 61.4143151010110101 36.60631591021191021151.89631510910923.71031510910101091010 12.9963151010o5

23、o4o3o2o1RRRRRRRRRR 為了檢驗(yàn)以上電阻值是否正確，用為了檢驗(yàn)以上電阻值是否正確，用DCAP程序計(jì)算各結(jié)程序計(jì)算各結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的戴維寧等效電路，得到以下計(jì)算結(jié)果。點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的戴維寧等效電路，得到以下計(jì)算結(jié)果。 21 L4-23 circuit data 元件 支路 開始 終止 控制 元 件 元 件 類型 編號 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 支路 數(shù) 值 數(shù) 值 VR 1 1 0 1.0000 996.12 R 2 1 0 710.23 R 3 1 2 896.51 R 4 2 0 606.36 R 5 2 3 896.51 R 6 3 0 606.36 R 7 3 4 896.51 R 8 4

24、 0 414.61 獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù) = 4 支路數(shù) = 8 - 任 兩 結(jié) 點(diǎn) 間 單 口 的 等 效 電 路 - VCR: U = R0*I + Uoc I = G0*U - Isc 結(jié)點(diǎn)編號 開路電壓 輸入電阻 短路電流 輸入電導(dǎo) 最大功率 1 - 0: .3162 315.0 1.0039E-03 3.1746E-03 7.9365E-05 2 - 0: 1.0000E-01 315.0 3.1746E-04 3.1746E-03 7.9365E-06 3 - 0: 3.1623E-02 315.0 1.0039E-04 3.1746E-03 7.9364E-07 4 - 0: 1.0000

25、E-02 315.0 3.1746E-05 3.1746E-03 7.9365E-08* 直流電路分析程序 ( DCAP 2.11 ) 成電 七系-胡翔駿 *22 計(jì)算結(jié)果表明每級衰減計(jì)算結(jié)果表明每級衰減10dB，每個(gè)結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的輸出電，每個(gè)結(jié)點(diǎn)對基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)的輸出電阻均為阻均為315，完全符合設(shè)計(jì)要求。，完全符合設(shè)計(jì)要求。 由電壓源和線性二端電阻組成的電路，當(dāng)全部電阻變化由電壓源和線性二端電阻組成的電路，當(dāng)全部電阻變化k倍倍時(shí)，根據(jù)等效電阻按比例變化，而電壓轉(zhuǎn)移比不變化的特性，也時(shí)，根據(jù)等效電阻按比例變化，而電壓轉(zhuǎn)移比不變化的特性，也可以根據(jù)例可以根據(jù)例423的電阻數(shù)據(jù)按照的電阻數(shù)據(jù)按照Ro

26、的比例計(jì)算出各電阻值。的比例計(jì)算出各電阻值。 5925.4147 .789600315375.6061155600315 49.8966 .170760031522.7108 .1352600315 135.9964 .189760031554321RRRRR練習(xí)題練習(xí)題 給出每級衰減給出每級衰減k k倍和輸出電阻倍和輸出電阻R Ro o之值，推導(dǎo)出計(jì)算各之值，推導(dǎo)出計(jì)算各電阻值的公式。電阻值的公式。 23四、電路的惟一解四、電路的惟一解 在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)定理時(shí)，多次遇到電路的惟一解問題。用在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)定理時(shí)，多次遇到電路的惟一解問題。用疊加定理求解線性電路的電壓和電流時(shí)，要求電路存在惟疊加定理求解線

27、性電路的電壓和電流時(shí)，要求電路存在惟一解。求含源線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)的戴維寧和諾頓等效電路一解。求含源線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)的戴維寧和諾頓等效電路時(shí)，要求單口網(wǎng)絡(luò)在外加電壓源或電流源時(shí)，電路存在惟時(shí)，要求單口網(wǎng)絡(luò)在外加電壓源或電流源時(shí)，電路存在惟一解。在學(xué)習(xí)替代定理時(shí)，要求電路在用電壓源或電流源一解。在學(xué)習(xí)替代定理時(shí)，要求電路在用電壓源或電流源代替單口網(wǎng)絡(luò)前和代替后，都必須存在惟一解。代替單口網(wǎng)絡(luò)前和代替后，都必須存在惟一解。 24例例424 電路如圖電路如圖433(a)所示。所示。(1)計(jì)算支路電流計(jì)算支路電流i1，i2和和i3 ；(2)已知已知i3，能否用電流源替代電阻，能否用電流源替代電阻R3計(jì)算

28、電流計(jì)算電流i1和和i2；(3)已知已知u4，能否用電壓源替代電阻能否用電壓源替代電阻R4計(jì)算電流計(jì)算電流i1和和i2。 圖圖433解解 (1) 選擇電流選擇電流i1和和i2作為網(wǎng)孔電流，列出網(wǎng)孔方程作為網(wǎng)孔電流，列出網(wǎng)孔方程 0)21(1V2)31()11(2121iiii求解方程，得到支路電流求解方程，得到支路電流i1 3A ，i2 1A和和i3 2A 。25(2)已知已知i3=2A，用，用2A電流源代替電阻電流源代替電阻R3，得到圖，得到圖433(b)電路，電路，增加電流源電壓增加電流源電壓u3，列出改進(jìn)的網(wǎng)孔方程和補(bǔ)充方程，列出改進(jìn)的網(wǎng)孔方程和補(bǔ)充方程 A202V2)3()1(2132

29、321iiuiuii消去電流源電壓消去電流源電壓u3，并求解電路方程，并求解電路方程 00A11112121 00A11111212A2V2)1()1(212121 iiiiii由于電路方程系數(shù)行列式等于零，電路沒有惟一解。由于電路方程系數(shù)行列式等于零，電路沒有惟一解。26(3)已知已知u4= R4i4=1V，用，用1V電壓源代替電阻電壓源代替電阻R4，得到圖，得到圖433 (c)電路，列出網(wǎng)孔方程電路，列出網(wǎng)孔方程 由于電路方程系數(shù)行列式等于零，電路沒有惟一解。由于電路方程系數(shù)行列式等于零，電路沒有惟一解。 00A21421122 00A21422142V1)11(1V2)31()11(21

30、2121 iiiiii 為什么圖為什么圖433(b)和和(c)電路沒有惟一解呢？有興趣的讀者電路沒有惟一解呢？有興趣的讀者可以計(jì)算連接電壓源的電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路，就會發(fā)現(xiàn)它可以計(jì)算連接電壓源的電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路，就會發(fā)現(xiàn)它的原因。的原因。 27 由于圖由于圖(a)電路中電阻電路中電阻R3用電流源替代后沒有惟一解，因此不用電流源替代后沒有惟一解，因此不能使用電流源替代電阻能使用電流源替代電阻R3來計(jì)算電路中的各電壓和電流。來計(jì)算電路中的各電壓和電流。 由于圖由于圖(a)電路中電阻電路中電阻R4用電壓源替代后沒有惟一解，因此不用電壓源替代后沒有惟一解，因此不能使用電壓源替代電阻能使用電壓源

31、替代電阻R4來計(jì)算電路中的各電壓和電流。來計(jì)算電路中的各電壓和電流。 此例說明替代定理不僅要求替代前的電路具有惟一解，也此例說明替代定理不僅要求替代前的電路具有惟一解，也要求替代后的電路具有惟一解。要求替代后的電路具有惟一解。28 練習(xí)題練習(xí)題1：為什么圖：為什么圖433(b)電路沒有惟一解呢？有興電路沒有惟一解呢？有興趣的讀者可以計(jì)算連接電流源的電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路，趣的讀者可以計(jì)算連接電流源的電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路，你會發(fā)現(xiàn)它等效為一個(gè)你會發(fā)現(xiàn)它等效為一個(gè)2A電流源。顯然，兩個(gè)電流源串聯(lián)電流源。顯然，兩個(gè)電流源串聯(lián)的電路是沒有惟一解的。的電路是沒有惟一解的。 29 L4-24-1 Cir

32、cuit Data 元件 支路 開始 終止 控制 元 件 元 件 類型 編號 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 支路 數(shù) 值 數(shù) 值 CV 1 1 2 2 -3.0000 R 2 2 3 1.0000 OC 3 2 0 R 4 3 0 1.0000 VR 5 1 0 2.0000 1.0000 獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù) = 3 支路數(shù) = 5 - 任 兩 結(jié) 點(diǎn) 間 單 口 的 等 效 電 路 - VCR: U = R0*I + Uoc I = G0*U - Isc 結(jié)點(diǎn)編號 開路電壓 輸入電阻 短路電流 輸入電導(dǎo) 最大功率 1 - 0: 無戴維南等效電路 2.000 .0000 2 - 0: 無戴維南等效電路 2.000 .0

33、000 3 - 0: 無戴維南等效電路 -2.000 .0000 2 - 1: 既無戴維南等效電路,又無諾頓等效電路 3 - 1: 無戴維南等效電路 -1.000 .0000 3 - 2: 無戴維南等效電路 -1.000 .0000 * 直流電路分析程序 ( DCAP 2.11 ) 成電 七系-胡翔駿 *結(jié)點(diǎn)2與結(jié)點(diǎn)0之間所形成的單口網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)2A電流源。30 練習(xí)題練習(xí)題2：為什么圖：為什么圖433(c)電路沒有惟一解呢？有興電路沒有惟一解呢？有興趣的讀者可以計(jì)算連接電壓源的電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路，趣的讀者可以計(jì)算連接電壓源的電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路，你會發(fā)現(xiàn)沒有惟一解的原因。你會發(fā)現(xiàn)沒有

34、惟一解的原因。31名名 稱稱時(shí)間時(shí)間名名 稱稱時(shí)間時(shí)間1 1疊加定理實(shí)驗(yàn)疊加定理實(shí)驗(yàn)1 11:472 2疊加定理實(shí)驗(yàn)疊加定理實(shí)驗(yàn)2 23:413 3線性與非線性分壓電路實(shí)驗(yàn)線性與非線性分壓電路實(shí)驗(yàn)2:424 4例題例題4 42 2電路實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)3:115 5線性電阻單口線性電阻單口VCRVCR及其等效電路及其等效電路2:596 6線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3:127 7可變電壓源的等效電路可變電壓源的等效電路3 3: :04048 8輸出電阻的測量輸出電阻的測量1:559 9萬用表電阻檔輸出電阻測量萬用表電阻檔輸出電阻測量3:101010MF10MF10萬用表輸出電阻測量萬用表輸出電阻測量3:141111信號發(fā)生器輸出電阻測量信號發(fā)生器輸出電阻測量2:481212函數(shù)發(fā)生器的電路模型函數(shù)發(fā)生器的電路模型1:441313函數(shù)發(fā)生器輸出電阻的測量函數(shù)發(fā)生器輸出電阻的測量2:251414低頻信號發(fā)生器低頻信號發(fā)生器2:071515電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)3:171616高頻信號發(fā)生器高頻信號發(fā)生器2:03根據(jù)教學(xué)需要，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊名稱的方法放映相關(guān)錄像。根