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第二章電路的分析方法(下)4.疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算,不能用來(lái)求功率。如:5.運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解,每個(gè)分電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。
設(shè):則:I3R3=+名詞解釋:無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò):若一個(gè)電路只通過(guò)兩個(gè)輸出端與外電路相聯(lián),則該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)”。 (Two-terminals=Oneport)ABAB2-7戴維寧定理與諾頓定理(等效電源定理)等效電源定理的概念
有源二端網(wǎng)絡(luò)用電源模型替代,便為等效電源定理。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型替代
-----戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型替代
----諾頓定理有源二端網(wǎng)絡(luò)R注意:“等效”是指對(duì)端口外等效概念:有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。
(一)戴維寧定理RO+_RE等效電壓源的內(nèi)阻(R0)等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后相應(yīng)的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。(除源:電壓源短路,電流源斷路)等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)(E)等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U0;有源二端網(wǎng)絡(luò)R有源二端網(wǎng)絡(luò)AB相應(yīng)的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)ABABER0+_RAB例1:已知:R1=20、R2=30
R3=30、R4=20
E=10V求:當(dāng)R5=10時(shí),I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)第一步:求開(kāi)端電壓U0第二步:求輸入電阻R0U0R1R3+_R2R4EABCDCR0R1R3R2R4ABD=2030+3020=24+_ER0R5I5等效電路R5I5R1R3+_R2R4E第三步:求未知電流I5+_ER0R5I5E
=U0
=2VR0=24時(shí)例2:求:U=?4450533AB1ARL+_8V_+10VCDEU第一步:求開(kāi)端電壓U0。_+4450AB+_8V10VCDEU01A5此值是所求結(jié)果嗎?第二步:求輸入電阻R0。R044505AB1A+_8V_+10VCDEU044505+_ER0579V33U等效電路4450533AB1ARL+_8V+10VCDEU第三步:求解未知電壓U+_ER0579V33U有源二端網(wǎng)絡(luò)AB概念:有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型等效。
=ABIsR0
等效電流源Is
為有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端的短路電流
等效電阻仍為相應(yīng)除源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0(二)諾頓定理例:R5I5R1R3+_R2R4E等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)R1R3+_R2R4R5EI5已知:R1=20、R2=30
R3=30、R4=20
E=10V
求:當(dāng)R5=10時(shí),I5=?第一步:求輸入電阻R0。
CR0R1R3R2R4ABDR5I5R1R3+_R2R4ER1=20,
R2=30R3=30,R4=20E=10V已知:第二步:求短路電流IsVA=VBI0
=0?R1//R3R2//R4+-EA、BCD有源二端網(wǎng)絡(luò)DR1R3+_R2R4EACBR5IsR1=20、
R2=30R3=30、R4=20
E=10V已知:BCIsDR3_R2R4EAR1+I1I2AIIIs083.021=-=R5I5R1R3+_R2R4EI5ABIs240.083AR510R0等效電路第三步:求解未知電流I5。I5ABIs240.083AR510R0(三)等效電源定理中等效電阻的求解方法
求簡(jiǎn)單二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時(shí),用串、并聯(lián)的方法即可求出。如前例:CR0R1R3R2R4ABD串/并聯(lián)方法?不能用簡(jiǎn)單串/并聯(lián)方法求解,怎么辦?
求某些二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時(shí),用串、并聯(lián)的方法則不行。如下圖:AR0CR1R3R2R4BDR5方法(1):求開(kāi)端電壓U0
與
短路電流Is開(kāi)路、短路法有源網(wǎng)絡(luò)U0有源網(wǎng)絡(luò)Is+-ROEIs=EROU0=E+-ROE等效內(nèi)阻U0EIs=ERO=RO
負(fù)載電阻法加負(fù)載電阻RL測(cè)負(fù)載電壓UL方法(2):RLUL有源網(wǎng)絡(luò)U0有源網(wǎng)絡(luò)測(cè)開(kāi)路電壓U0
加壓求流法方法(3):無(wú)源網(wǎng)絡(luò)IU有源網(wǎng)絡(luò)則:求電流I步驟:有源網(wǎng)絡(luò)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)外加電壓UUIR1R2R0+-R1R2+-E1E2加壓求流加壓求流法舉例電路分析方法共講了以下幾種:兩種電源等效互換支路電流法結(jié)點(diǎn)電壓法疊加原理等效電源定理戴維寧定理諾頓定理
總結(jié)每種方法各有什么特點(diǎn)?適用于什么情況?電路分析方法小結(jié):例++-+-E3E1E2-R1RRRI1I2I3I4I5I6以下電路用什么方法求解最方便?提示:直接用基氏定律比較方便。I4
I5
I1
I6
I2
I3
電源非獨(dú)立源(受控源)獨(dú)立源電壓源電流源
2.8受控源電路的分析ibicECB受控源舉例ibic=
ibrbe獨(dú)立源和非獨(dú)立源的異同相同點(diǎn):兩者性質(zhì)都屬電源,均可向電路提供電壓或電流。不同點(diǎn):獨(dú)立電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電能量提供的,其大小、方向和電路中的電壓、電流無(wú)關(guān);受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流,受電路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不能獨(dú)立存在,其大小、方向由控制量決定。受控源分類U1壓控電壓源+-+-E壓控電流源U1I2流控電流源I2I1I1+-流控電壓源+-EVCVSVCCSCCVSCCCS受控源電路的分析計(jì)算電路的基本定理和各種分析計(jì)算方法仍可使用,只是在列方程時(shí)必須增加一個(gè)受控源關(guān)系式。一般原則:例求:I1、I2ED=0.4UAB電路參數(shù)如圖所示則:++-_Es20VR1R3R22A221IsABI1I2ED
設(shè)VB
=0根據(jù)結(jié)點(diǎn)電位法解:解得:++-_Es20VR1R3R22A221IsABI1I2ED受控源電路分析計(jì)算-要點(diǎn)(1)
在用疊加原理求解受控源電路時(shí),只應(yīng)分別考慮獨(dú)立源的作用;而受控源僅作一般電路參數(shù)處理(不能除源)。ED
=0.4UAB例++-_EsIsEDABR1R3R2Es(1)Es
單獨(dú)作用++--R1R2ABED=0.4UABI1'I2'++-_Es20VR1R3R22A221IsABI1I2ED(2)Is
單獨(dú)作用+-R1R2ABED=0.4UABI1''I2''Is
根據(jù)疊加定理ED
=0.4UAB解得代入數(shù)據(jù)得:Es(1)Es
單獨(dú)作用++--R1R2ABED=0.4UABI1'I2'結(jié)點(diǎn)電壓法:(2)Is單獨(dú)作用+-R1R2ABED=0.4UABI1''I2''Is(3)最后結(jié)果:+-R1R2ABIsI2''I1''Es++--R1R2ABED=0.4UABI1'I2'ED=0.4UAB受控源電路分析計(jì)算-要點(diǎn)(2)
可以用兩種電源互換、等效電源定理等方法,簡(jiǎn)化受控源電路。但簡(jiǎn)化時(shí)注意不能把控制量化簡(jiǎn)掉。否則會(huì)留下一個(gè)沒(méi)有控制量的受控源電路,使電路無(wú)法求解。6R3412+_E9VR1R2R5IDI1已知:求:I1兩種電源互換6412+_E9VR1R2R5IDI1例64+_ED12+_E9VR1R2I1616+_E9VR1R2ID’I16+_ED12+_E9VR1R2I14ID'6+_E9VR1I166+_E9VR11R2ID'I1+-E9V6R1I1+_6/7ED'ID'6+_E9VR1I1+-E9V6R1I1+_6/7ED'受控源電路分析計(jì)算-要點(diǎn)(3)(1)如果二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)除了受控源外沒(méi)有其他獨(dú)立源,則此二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓必為0。因?yàn)椋挥性讵?dú)立源作用后產(chǎn)生控制作用,受控源才表現(xiàn)出電源性質(zhì)。(2)求等效電阻時(shí),只能將網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立源除源,受控源應(yīng)保留。(3)可以用“加壓求流法”或“開(kāi)路、短路法”求等效電阻。
用戴維寧定理求I1(1)求開(kāi)路電壓:U0=0R36412+_E9VR1R2R5IsI1R3412R2R5IDI1U0I1=0Is=0例(2)求輸入電阻:加壓求流法UI1R3412R2R5Is(3)最后結(jié)果R36412+_E9VR1R2R5IsI16+_E9VR1I11受控源電路分析計(jì)算-要點(diǎn)(4)
含受控源的二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻可能出現(xiàn)負(fù)值。具有負(fù)值的電阻只是一種電路模型。AB-8/15+_4/15V(負(fù)電阻)如上例靜態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻
靜態(tài)分析--圖解法動(dòng)態(tài)分析--微變等效電路法2-9
非線性電阻電路的分析線性電阻的描述線性電阻:電阻兩端的電壓與通過(guò)的電流成正比;或電阻值不隨電壓/電流的變化而
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