電工基礎(chǔ)課件第二章

1、上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián)2.2 三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 2.4 支路電流法支路電流法 2.5 回路電流法回路電流法 第二章第二章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.6 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法 2.7 疊加定理疊加定理 2.8 戴維南定理戴維南定理 2.9 含受控源電路的分析含受控源電路的分析 2.10 運(yùn)算放大器簡介運(yùn)算放大器簡介 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2

2、.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 2.1.1等效網(wǎng)絡(luò)1 1、端口電壓和端口電流、端口電壓和端口電流在電路分析中,一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)的端子間的電壓、流過端子的電流分別叫做端口電壓和端口電流。2 2、等效網(wǎng)絡(luò)、等效網(wǎng)絡(luò)一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)的端口電壓、電流關(guān)系和另一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)的端口電壓、電流關(guān)系相同，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱為等效網(wǎng)絡(luò)。如圖所示上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.1.2 電阻的串聯(lián) 在電路中，把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻元件一個(gè)接一個(gè)地順次連接起來，并且當(dāng)有電流流過時(shí)，它們流過同一電流，這樣的連接方式稱為電阻的串聯(lián)。圖圖2.2 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2

3、.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁串聯(lián)電阻的等效電阻等于各電阻之和。電阻串聯(lián)時(shí)，各電阻上的電壓為 URRRIRUURRRIRU2122221111在圖2.2（b）中iUR I比較以上兩式可以看出，若圖2.2所示兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)等效，則有 12iRRR圖圖2.2 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)電路分析：電路分析：第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 圖2.2（a）所示根據(jù)KVL有 UU1U2（R1R2）I結(jié)論：結(jié)論：上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.1.3 電阻的并聯(lián) 在電路中，把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻元

4、件的首尾兩端分別連接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這樣的連接方式稱為電阻的并聯(lián)。各并聯(lián)電阻元件的端電壓相同。圖圖2.3 電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁i12111 RRR2、電阻并聯(lián)時(shí)，總電流和流過各電阻的電流的關(guān)系為 211112122212RUIRIIRRRRRUIRIIRRRR1、并聯(lián)電阻的等效電導(dǎo)等于各電導(dǎo)之和，或等效電阻的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即1212()IIIGG U12iGGG第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法根據(jù)KCL有電路分析：電路分析：2

5、.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)等效，則有結(jié)論：結(jié)論：上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.1.4 電阻的混聯(lián) 第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 電路中，既有電阻的串聯(lián)又有電阻的并聯(lián)的連接方式，稱為電阻的混聯(lián)或串、并聯(lián)。例2.1 圖2.4所示電路為用變阻器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL兩端電壓的分壓電路。RL =50，電源電壓U=220V，變阻器的額定值是100、3A，試求：（1）當(dāng)R2=50時(shí)，負(fù)載電壓U2為多少？ （2）當(dāng)R2=25時(shí)，負(fù)載電壓U2為多少 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分

6、析方法直流電路的分析方法2.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 22250 1.4773.5VUR I(1) 當(dāng)R2=50時(shí)，2Lab12L50 50507550 50RRRRRR11ab2202.93A75UIR2212L502.931.47A5050RIIRR總電流 負(fù)載RL上流過的電流為 (2) 當(dāng)R2=25時(shí)，ab25 50757516.6791.672550R122L22202.4A91.67252.40.8A2550500.840VIIUR I上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.2 三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換 電路中，三個(gè)電阻元件的一端連接在一起，另一端

7、分別與外電路相連，這種連接方式稱為星形（Y形）聯(lián)結(jié)，如圖2.5所示。三個(gè)電阻元件首尾相連，接成一個(gè)三角形，三角形的三個(gè)點(diǎn)分別接到外電路上，就稱為三角形（形）聯(lián)結(jié)。 圖圖2.5 電阻的星形和三角形聯(lián)結(jié)電阻的星形和三角形聯(lián)結(jié)第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法1 1、聯(lián)結(jié)方式、聯(lián)結(jié)方式上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 312312312333123122312231231212311RRRRRRRRRRRRRRRRRR已知形聯(lián)結(jié)的電阻轉(zhuǎn)換成等效Y形聯(lián)結(jié)電阻的計(jì)算公式。213322131113322123313322112RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR已知Y

8、形聯(lián)結(jié)的電阻轉(zhuǎn)換成等效形聯(lián)結(jié)電阻的計(jì)算公式。第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.2 三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換 2 2、相互轉(zhuǎn)換、相互轉(zhuǎn)換上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.2 三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換三端電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換 3 3、例題講解、例題講解例2.2 求圖2.6(a)所示橋式電路的總電阻Rab。410202010204102020102081020202020432RRRRab26.84上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 2.3

9、.1 電壓源的串聯(lián)和并聯(lián) 1. 1. 電壓源的串聯(lián)電壓源的串聯(lián)圖圖2.7 電壓源的串聯(lián)電壓源的串聯(lián)圖 2.7表示兩個(gè)電壓源 、 串聯(lián)，在圖示參考極性下，根據(jù)KVL1sU2sU12ssSUUU第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 兩個(gè)串聯(lián)的電壓源可以用一個(gè)等值的電壓源來代替，這個(gè)等值電壓源的電壓等于原來兩個(gè)電壓源電壓的代數(shù)和。若n個(gè)電壓源相串聯(lián)，等效電壓源的電壓等于各電壓源電壓的代數(shù)和，即 SSi1niUU當(dāng) 與 的參考極性相同時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)。siUsU第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效

10、變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁圖圖2.8 電壓源的并聯(lián)電壓源的并聯(lián)如圖 2.8所示，表示兩個(gè)電壓源 、 并聯(lián)，可以用一個(gè)等值的電壓源來代替，這個(gè)等值電壓源的電壓等于原來兩個(gè)電壓源的電壓。即兩個(gè)電壓不相等的電壓源不允許并聯(lián)。 1sU2sU12sssUUU2. 2. 電壓源的并聯(lián)電壓源的并聯(lián)第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁圖圖2.9 與電壓源并聯(lián)與電壓源并聯(lián)的電阻或電流源的電阻或電流源3. 3. 電壓源與電阻或電流源的并聯(lián)電壓源與電阻或電流源的并

11、聯(lián)第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.3.2 電流源的串聯(lián)和并聯(lián) 圖圖2.10 電流源的并聯(lián)電流源的并聯(lián)1. 1. 電流源的并聯(lián)電流源的并聯(lián)圖 2.10表示兩個(gè)電流源 、 并聯(lián)，在圖示參考方向下，根據(jù)KCL1sI2sI12sssIII第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁兩個(gè)并聯(lián)的電流源可以用一個(gè)等值的電流源來代替，這個(gè)等值電流源的電流等于原來兩個(gè)電流源電流的代數(shù)和。

12、若n個(gè)電流源相并聯(lián)，等效電流源的電流等于各電流源電流的代數(shù)和，即SSi1niII當(dāng)Isi與Is的參考極性相同時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)。第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁圖圖2.8 電流源的串聯(lián)電流源的串聯(lián)第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 2 2、電流源的串聯(lián)、電流源的串聯(lián)上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁圖圖2.12 與電流源串聯(lián)的電阻或電壓源與電流源串聯(lián)的電阻或電壓源第第2 2章章 直流電路的分析方法直

13、流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 3. 電流源與電阻或電壓源的串聯(lián)上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.3.3 兩種實(shí)際電源模型的等效變換 圖圖2.13 實(shí)際的電壓源模型實(shí)際的電壓源模型 1. 1. 實(shí)際的電壓源模型實(shí)際的電壓源模型一個(gè)實(shí)際的直流電壓源在給電阻負(fù)載供電時(shí)，其端電壓隨負(fù)載電流的增大而下降，這是由于實(shí)際電流源內(nèi)阻引起的內(nèi)阻壓降造成的。實(shí)際的直流電壓源可以看成是由理想的電壓源和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，如圖2.13所示。在圖示參考方向下，其外特性方程為 sUURI第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變

14、換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁圖圖2.14 實(shí)際的電流源模型實(shí)際的電流源模型2. 2. 實(shí)際的電流源模型實(shí)際的電流源模型實(shí)際的直流電流源可以看成是由理想的電流源和電導(dǎo)并聯(lián)構(gòu)成的，如圖2.14所示。在圖示參考方向下，其外特性方程為 兩個(gè)電流不相等的電流源不允許串聯(lián)。 sIIGU第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁3. 3. 兩種實(shí)際電源模型的等效變換兩種實(shí)際電源模型的等效變換 等效變換的條件是，對(duì)外電路來講，電流、電壓對(duì)應(yīng)相等，吸收或發(fā)出的功率相同。

15、 在滿足上式的條件下理想電壓源、電阻的串聯(lián)組合與理想電流源、電導(dǎo)的并聯(lián)組合之間可互相等效變換。 SS1,GIGUR注意，一般情況下，兩種電源模型內(nèi)部的功率情況并不相注意，一般情況下，兩種電源模型內(nèi)部的功率情況并不相同。理想電壓源、電流源之間沒有等效關(guān)系。同。理想電壓源、電流源之間沒有等效關(guān)系。第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.3 2.3 電源的聯(lián)結(jié)與等效變換電源的聯(lián)結(jié)與等效變換 例2.3 求圖2.15(a)所示電路中的電流I

16、。640.2A217I 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.4 支路電流法 第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法1 1、網(wǎng)絡(luò)方程法 分析電路的一般方法是選擇一些電路變量分析電路的一般方法是選擇一些電路變量, ,根據(jù)根據(jù)KCLKCL、KVLKVL以及元件的特性方程，列出電路變以及元件的特性方程，列出電路變量方程，從方程中解出電路變量，這類方法稱為量方程，從方程中解出電路變量，這類方法稱為網(wǎng)絡(luò)方程法。網(wǎng)絡(luò)方程法。2、網(wǎng)絡(luò)方程法的主要類型支路電流法、回路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法等支路電流法、回路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法等3 3、支路電流法、支路電流法 以支路電流為變量列寫方程的方法以支路

17、電流為變量列寫方程的方法上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 根據(jù)KCL，可列出兩個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程 節(jié)點(diǎn)a： 節(jié)點(diǎn)b：觀察以上兩個(gè)方程，可以看出只有一個(gè)是獨(dú)立的。一般的，具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出n1個(gè)獨(dú)立的KCL方程。1230III1230III第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法對(duì)左側(cè)的網(wǎng)孔，按順時(shí)針方向繞行，列寫KVL方程1 12 2S1S20R IR IUU4、原理分析、原理分析對(duì)右側(cè)的網(wǎng)孔，按順時(shí)針方向繞行，列寫KVL方程2 23 3S20R IR IU 總結(jié)：總結(jié)：應(yīng)用應(yīng)用KCLKCL、KVLKVL一共可列出一共可列出(n(n1)+b1)+b(n(n1)1)b

18、b個(gè)以支路電流為變量的獨(dú)立方程，聯(lián)立求個(gè)以支路電流為變量的獨(dú)立方程，聯(lián)立求解這些方程，就可以解出解這些方程，就可以解出b b條支路的支路電流。條支路的支路電流。2.4 支路電流法 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 對(duì)于有n個(gè)節(jié)點(diǎn)、b條支路的網(wǎng)絡(luò)，用支路電流法求解的一般步驟如下：（1）以b條支路的支路電流為電路變量，并選定其參考方向。（2）列寫（n1）個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的KCL方程。（3）選取獨(dú)立回路（通常取網(wǎng)孔），列出b(n1)個(gè)KVL方程。（4）聯(lián)立求解上述b個(gè)方程，變可求得各支路電流。第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法5、小結(jié)：、小結(jié)：2.4 支路電流法 上一頁上一頁下一

19、頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.4 支路電流法 例例2.4 圖2.16所示電路中，Us1=25V，R1=R2=5，Us2=10V，I3=15，求各支路電流。圖圖2.16 支路電流法支路電流法例題講解例題講解解：解：各支路電流的參考方向如圖所示，對(duì)各支路電流的參考方向如圖所示，對(duì)a a點(diǎn)應(yīng)點(diǎn)應(yīng)用用KCLKCL，列節(jié)點(diǎn)電流方程，對(duì)兩個(gè)網(wǎng)孔，按順時(shí)針，列節(jié)點(diǎn)電流方程，對(duì)兩個(gè)網(wǎng)孔，按順時(shí)針方向繞行，應(yīng)用方向繞行，應(yīng)用KVLKVL列回路電壓方程，得方程組列回路電壓方程，得方程組123122305105250515100IIIIIII解方程組得解方程組得I1

20、=2A，I2=1A，I3=1A 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.5 2.5 回路電流法回路電流法 第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法1 1、回路電流法（又稱網(wǎng)孔法）回路電流回路電流所謂回路電流，是一種假想電流，假想每個(gè)獨(dú)立回路中都有所謂回路電流，是一種假想電流，假想每個(gè)獨(dú)立回路中都有一個(gè)回路電流沿著回路的邊界流動(dòng)，電路中實(shí)際存在的電流一個(gè)回路電流沿著回路的邊界流動(dòng)，電路中實(shí)際存在的電流仍是支路電流。仍是支路電流?；芈冯娏鞣ɑ芈冯娏鞣ǜ鶕?jù)回路電流和支路電流存在著確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以應(yīng)用根據(jù)回路電流和支路電流存在著確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以應(yīng)用KVLKVL列寫?yīng)毩⒒芈返碾妷?/p>

21、方程，在求得回路電流后根據(jù)這些列寫?yīng)毩⒒芈返碾妷悍匠?，在求得回路電流后根?jù)這些關(guān)系就可以得到支路電流關(guān)系就可以得到支路電流。上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁在圖2.17中，各回路電流和支路電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系為。 1m12m1m23m2IIIIIII 對(duì)圖2.17所示電路，以回路電流為變量的回路電壓方程為1 m12 m12 m2S1S22 m22 m13 m2S2S3R IR IR IUUR IR IR IUU進(jìn)一步寫成具有兩個(gè)獨(dú)立回路的回路方程的一般形式 11m112m2S1121m122m2S22R IRIURIRIU第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法圖圖2.17 回路

22、電流法回路電流法2 2、電路分析、電路分析2.5 2.5 回路電流法回路電流法 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 11 m112 m21m mms1121 m122 m22m mms22m1 m1m2 m2mm mmsmmR IR IR IUR IR IR IUR IR IRIU 、 分別是回路1和回路2的電阻之和，稱為各回路的自電阻。當(dāng)自電阻上的電壓、電流為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，自電阻取正號(hào)。 是回路1和回路2公共支路的電阻，稱為相鄰回路的互電阻?；ル娮杩梢允钦?hào)，也可以是負(fù)號(hào)，當(dāng)流過互電阻的回路電流方向一致時(shí)，取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。 、 分別是各回路中電壓源電壓的代數(shù)和，稱為回路電源電壓。凡參

23、考方向與回路繞行方向一致的電源電壓取負(fù)號(hào)，反之取正號(hào)。推廣到具有m個(gè)獨(dú)立回路的平面電路，其回路方程的一般形式為 1112RRR2223RRR12212RRR 1112sssUUU2223sssUUU第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.5 2.5 回路電流法回路電流法 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.5 2.5 回路電流法回路電流法 例題講解例題講解例例2.5 用回路法求圖2.18中各支路電流m1m2m1m2(1020)20203020(202040)30 10IIIIm1m2m1m2302010208020II

24、I 解 選網(wǎng)孔作為獨(dú)立回路，標(biāo)出回路電流的方向如圖所示。列回路電流方程整理，得按圖中各支路電流的參考方向,得I1= Im1=.2AI2=Im1m2=0.4AI3=Im2=0.2A解方程得Im1=.2AIm2=.2A上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.6 2.6 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法 第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法1、節(jié)點(diǎn)電壓法 節(jié)點(diǎn)電壓法是以電路的節(jié)點(diǎn)電壓為未知量來分節(jié)點(diǎn)電壓法是以電路的節(jié)點(diǎn)電壓為未知量來分析電路的一種方法，它既適用于平面電路，也適用析電路的一種方法，它既適用于平面電路，也適用于非平面電路。于非平面電路。 以節(jié)點(diǎn)電壓為電路變量按以節(jié)點(diǎn)電壓為電路變量

25、按KCL列出相應(yīng)獨(dú)立節(jié)列出相應(yīng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電流方程來求解電路的方法稱為節(jié)點(diǎn)電壓法，點(diǎn)的電流方程來求解電路的方法稱為節(jié)點(diǎn)電壓法，簡稱節(jié)點(diǎn)法簡稱節(jié)點(diǎn)法。上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 S1111S1111222122233232344423S44355351366613S66()()()()sUUIG UURUUIG UURUIG URUUUIG UUURUIG URUUUIG UUUR 圖2.19所示電路中有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，選0點(diǎn)為參考點(diǎn)，其余三個(gè)節(jié)點(diǎn)為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，它們的節(jié)點(diǎn)電壓分別為 、 、 。在圖示參考方向下，各支路電流和節(jié)點(diǎn)電壓間存在下列關(guān)系。1U2U3U第第2 2章章 直流電路的分析方法

26、直流電路的分析方法2 2、電路分析、電路分析圖圖2.19 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 對(duì)節(jié)點(diǎn)1、2、3分別列寫KCL方程126234456000sIIIIIIIIII兩式整理得111122133S11211222233S22311322333S33G UG UG UIG UG UG UIG UG UG UI第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法圖圖2.19 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法2.6 2.6 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 推廣到具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，節(jié)點(diǎn)電壓方程的一般形式為 1111221(n 1)n 1S1121

27、12222(n 1)n 1S22(n 1)11(n 1)22(n 1)(n 1)n 1S(n 1)(n 1)G UG UGUIG UG UGUIGUGUGUI式中， 、 、 分別是各獨(dú)立節(jié)點(diǎn)所連接的所有支路的電導(dǎo)之和，稱為自電導(dǎo)自電導(dǎo)，它們總?cè)≌怠?、 、 、 、 、 等，分別是兩各相關(guān)節(jié)點(diǎn)間的各支路電導(dǎo)之和，稱為互電導(dǎo)互電導(dǎo)，它們總?cè)∝?fù)值。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間沒有支路直接相連接時(shí)，相應(yīng)的互電導(dǎo)為零。 31G23G32G12G21G13G11G33G22G第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.

28、6 2.6 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法 例題講解例題講解例例2.6 用節(jié)點(diǎn)電壓法求圖2.20中的各支路電流。121211111070()535555111170515()55101051010UUUU 11221010151A55155A33UIUI12324257070406A5555252A10101515254A1010UUIUIUI 解 本電路有3個(gè)節(jié)點(diǎn)，以0點(diǎn)為參考點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1、2的節(jié)點(diǎn)電壓分別為U1、U2。節(jié)點(diǎn)電壓方程為解方程組得 U1=15V，U2=25V根據(jù)圖中標(biāo)出的各支路電流的方向，計(jì)算得上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 基本內(nèi)容是：在線性電路中，如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立電

29、源（電壓源或電流源）共同作用，則任意支路的電流或電壓，應(yīng)等于電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路上產(chǎn)生的電壓或電流的代數(shù)和。第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.7 2.7 疊加定理疊加定理 1、疊加定理疊加定理是反映線性電路基本性質(zhì)的一個(gè)重要定理。所謂各獨(dú)立電源單獨(dú)作用，是指電路中僅一個(gè)獨(dú)立電源作用而其他電源都取零值（電壓源短路、電流源開路）。上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 S12UIRR 1S12RIIRR S1S1212URIIIIRRRR在電壓源Us單獨(dú)作用時(shí)，如圖2.22（b）所示， 支路的電流為2R 支路電流的代數(shù)和2R在電流源 單獨(dú)作用時(shí)，如圖2.2

30、2（c）所示， 支路的電流為sI2R第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.7 2.7 疊加定理疊加定理 2 2、電路分析（、電路分析（電路圖電路圖2.22 ）上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁圖圖2.22 疊加定理疊加定理第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.7 2.7 疊加定理疊加定理 上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 應(yīng)用疊加定理時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）疊加定理僅適用于線性電路，不能用于非線性電路。（2）對(duì)電流、電壓疊加時(shí)要注意其參考方向。（3）疊加定理不能用來直接計(jì)算功率。（4）所謂電源單獨(dú)作用，是指該獨(dú)立電源作用時(shí)其它獨(dú)立電源取零值，取

31、零值的電壓源處用短路代替，取零值的電流源處用開路代替。 疊加定理不局限于將獨(dú)立電源逐個(gè)地單獨(dú)作用后再疊加，也可將電路中的獨(dú)立電源分成幾組，然后按組分別計(jì)算、疊加，這樣有可能使計(jì)算簡化。第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法2.7 2.7 疊加定理疊加定理 3 3、注意事項(xiàng)、注意事項(xiàng)上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.7 2.7 疊加定理疊加定理 第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法例題講解例題講解例例2.7 用疊加定理求圖2.23(a)所示電路中的電流I。解題過程解題過程上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分

32、析方法2.7 2.7 疊加定理疊加定理 510.5A55I 30.3A55I 0.50.30.2AIII解 電路有兩個(gè)獨(dú)立電源共同作用。當(dāng)電流源單獨(dú)作用時(shí)，電路如圖2.23(b)所示，這時(shí)當(dāng)電壓源單獨(dú)作用時(shí)，電路如圖2.23(c)所示，可得疊加后得上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.8 2.8 戴維南定理戴維南定理 戴維南定理的內(nèi)容是：含有獨(dú)立電源的線性二端網(wǎng)絡(luò)，就戴維南定理的內(nèi)容是：含有獨(dú)立電源的線性二端網(wǎng)絡(luò)，就其對(duì)外作用來講，可用一個(gè)實(shí)際的電壓源模型來代替，該電壓源其對(duì)外作用來講，可用一個(gè)實(shí)際的電壓源模型來代替，該電壓源的電壓等于網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，其串聯(lián)內(nèi)阻等于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨(dú)立電源的電壓

33、等于網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，其串聯(lián)內(nèi)阻等于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨(dú)立電源全部取零之后該網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。全部取零之后該網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。 戴維南定理在應(yīng)用時(shí)，對(duì)負(fù)載并無特殊要求，在選定某一部分有源二端網(wǎng)絡(luò)為內(nèi)部電路時(shí)，可以用任何一種求解線性網(wǎng)絡(luò)的方法求得其開路電壓。等效內(nèi)阻的計(jì)算方法可以用以下三種：（1）設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源為零，用電阻串并聯(lián)或星形三角形變換的方法化 簡，求得等效電阻。（2）把網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的電源取零值，在端口處施以電壓 ，計(jì)算或測量輸 入端口的電流 ，用公式 求得等效電阻。（3）若電路允許，可以用實(shí)驗(yàn)的方法測得其開路電壓和短路電流，然后 用公式 計(jì)算等效電阻。UI/iRU I/iRU I第第2 2章章 直流電

34、路的分析方法直流電路的分析方法上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 例2.8 用戴維南定理求圖2.25(a)所示電路中電阻R上的電流I。圖圖2.25 例例2.8圖圖第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 12oc321A3A1 432616VIIU 2、當(dāng)把內(nèi)電路的獨(dú)立電源取零時(shí)，得到相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)如圖2.25(c)所示，其等效電阻等效電阻為i6R 畫出戴維南等效電路圖如圖2.25(d)所示。最后求得oci162A62UIRR解 ：1、將待求支路作為外電路，其余電路作為有源二端網(wǎng)絡(luò)（內(nèi)電路），在圖2.25(b)中求開路電壓求開路電壓

35、 。ocU第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法解題過程解題過程3、上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁2.9 2.9 含受控源電路的分析含受控源電路的分析 2.9.1 電流源的串聯(lián)和并聯(lián) 受控源有兩對(duì)端子，一對(duì)為輸入端子或控制端口，一對(duì)為輸出端子或受控端口。受控源是一個(gè)二端口元件。受控源在電路中用菱形符號(hào)來表示。根據(jù)控制量和受控量的不同，受控源可分為以下四種類型：（1）電壓控制的電壓源（VCVS）（2）電流控制的電壓源（CCVS）（3）電壓控制的電流源（VCCS）（4）電流控制的電流源（CCCS） 第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法上一頁上一頁下一頁下一頁

36、返回首頁返回首頁 它們?cè)陔娐分械谋硎痉?hào)分別如圖2.26所示。圖圖2.26 受控源的圖形符號(hào)受控源的圖形符號(hào)第第2 2章章 直流電路的分析方法直流電路的分析方法上一頁上一頁下一頁下一頁返回首頁返回首頁 2.9.2 含受控源電路的分析 受控源電路的特點(diǎn)可以簡要?dú)w納如下(1)1)受控電壓源和電阻的串聯(lián)組合與受控電流源和電阻的并聯(lián)組合，可以受控電壓源和電阻的串聯(lián)組合與受控電流源和電阻的并聯(lián)組合，可以像獨(dú)立電源一樣進(jìn)行等效變換。但在變換過程中，必須保留控制量所在像獨(dú)立電源一樣進(jìn)行等效變換。但在變換過程中，必須保留控制量所在的支路。的支路。(2)(2)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)方程法分析計(jì)算含有受控源的電路時(shí)，受控源可以

37、按獨(dú)立應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)方程法分析計(jì)算含有受控源的電路時(shí)，受控源可以按獨(dú)立電源處理，但在網(wǎng)絡(luò)方程中，要將受控源的控制量用電路變量來表示。電源處理，但在網(wǎng)絡(luò)方程中，要將受控源的控制量用電路變量來表示。在節(jié)點(diǎn)電壓方程中，控制量用節(jié)點(diǎn)電壓表示；在回路方程中，控制量用在節(jié)點(diǎn)電壓方程中，控制量用節(jié)點(diǎn)電壓表示；在回路方程中，控制量用回路電流來表示?；芈冯娏鱽肀硎?。(3)(3)用疊加定理求獨(dú)立電源單獨(dú)作用下的電壓、電流時(shí)，受控源要全部用疊加定理求獨(dú)立電源單獨(dú)作用下的電壓、電流時(shí)，受控源要全部保留。同樣，用戴維南定理求網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時(shí)，受控源也要全部保留。保留。同樣，用戴維南定理求網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時(shí)，受控源也要全部保留。(4) (4) 含受控源的二端電阻網(wǎng)絡(luò)，其等效電阻可能為負(fù)值。等效電阻為負(fù)含受控源的二端電阻網(wǎng)絡(luò)，其等效電阻可能為負(fù)值。等效電阻為負(fù)值，表