電路與電子技術(shù)簡明教程 課件 第2章 電路的分析方法

電路的工作狀態(tài)[第2章電路的分析方法]目錄CONTENTS開路負(fù)載短路第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)電路的工作狀態(tài)開路1如圖所示的電路中，開關(guān)S斷開后，電路處于開路狀態(tài)。開路時(shí)，電路中的電流I=0；電源端電壓U稱為開路電壓，用Uoc表示。此時(shí)，Uoc=Us，電源不輸出功率。電路的開路狀態(tài)電路的工作狀態(tài)開路1【例】如圖所示，當(dāng)開關(guān)S接通后，發(fā)現(xiàn)電流表的讀數(shù)為零，用萬用表測得Uab=12V，說明外電路開路，試確定電路的開路點(diǎn)。解：

根據(jù)電源空載時(shí)I=0和UOC=US的特點(diǎn)，可用萬用表直流電壓檔來測定判斷。將萬用表的黑表筆放在a點(diǎn)，紅表筆放在b點(diǎn)，依題意測得Uba=12V。黑表筆固定在a點(diǎn)，移動(dòng)紅表筆測量，若測得Uca=12V，則表示bc一段是連通的。

再移動(dòng)紅表筆，如果測得Uda=0，則表示開路點(diǎn)在cd之間。因?yàn)楫?dāng)cd之間開路時(shí)，d點(diǎn)與a點(diǎn)的電位相等，即Uda=0，如果測得Uda仍為12V，則表示cd段是連通的。

如此依次測量，便可找到開路點(diǎn)。電路的工作狀態(tài)負(fù)載1如果把圖(a)中的開關(guān)k閉合，電路形成閉合回路，電源US就向負(fù)載電阻RL輸出電流，此時(shí)電路就處于負(fù)載狀態(tài)，如圖(b)所示。(a)(b)電路的額定工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)負(fù)載1短路：如果把負(fù)載電阻用導(dǎo)線連起來，即電阻的兩端電壓為零，那么此時(shí)電阻就處于短路狀態(tài)，電壓源也處于短路狀態(tài)。電路的額定工作狀態(tài)注意：電壓源不允許被短路。5謝謝觀看電路的等效變換[第2章電路的分析方法]電路的等效變換等效電路等效電路的概念：如果二端電路N1和N2的伏安關(guān)系完全相同，從而對(duì)連接到其上同樣的外部電路效果相同，則說N1和N2是等效的，如圖所示R1R3R2Iab+_UN1Ra+_UbN2I目錄CONTENTS電阻連接及等效變換電阻的并聯(lián)及分流電源連接及等效變換第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)電路的等效變換電阻連接及等效變換電阻的串聯(lián)：在電路中，若干個(gè)電阻首尾相聯(lián)，各電阻流過同一電流的連接方式，稱為電阻的串聯(lián)。如圖（a）所示，電壓為U，電流為I，n個(gè)電阻串聯(lián)。如圖（b）所示，電壓為U，電流為I，電阻為R，則稱兩電路等效。+_R1Rn+_UkI+_U1+_U1URkU+_RI（a）電阻的串聯(lián)

（b）等效電路電路的等效變換電阻連接及等效變換

由歐姆定律Uk=RkI(k=1,2,…,n)U=(R1+R2+…+Rk+…+Rn)I=RI結(jié)論：串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和。+_R1Rn+_UkI+_U1+_U1URkU+_RI電路的等效變換電阻連接及等效變換串聯(lián)電阻上電壓的分配即：電壓與電阻成正比兩個(gè)電阻分壓公式電路的等效變換電阻的并聯(lián)及分流電阻的并聯(lián)：兩個(gè)二端電阻首尾分別相聯(lián)，各電阻處于同一電壓下的連接方式，稱為電阻的并聯(lián)。圖（a）為兩個(gè)電阻的并聯(lián)，圖（b）為其等效電路。（a）電阻的并聯(lián)

（b）等效電路InR1R2RkRnI+UI1I2Ik_+U_IR電路的等效變換電阻的并聯(lián)及分流InR1R2RkRnI+UI1I2Ik_+U_IR等效電阻為:令G=1/R,

稱為電導(dǎo)G=G1+G2+…+Gn=電路的等效變換電阻的并聯(lián)及分流并聯(lián)電阻的電流分配由即電流分配與電導(dǎo)成正比知

對(duì)于兩電阻并聯(lián)，有結(jié)論：電阻并聯(lián)分流與電阻值成反比?；螂娐返牡刃ё儞Q電源連接及等效變換理想電壓源的串聯(lián)：n個(gè)電壓源的串聯(lián)可用一個(gè)電壓源等效代替，且等效電壓源的大小等于n個(gè)電壓源的代數(shù)和。uS

=uS1

+uS2

+…….+uSn電壓源的串聯(lián)及等效變換注意：與US參考方向相同的電壓源USk取正號(hào)，相反則取負(fù)號(hào)。電路的等效變換電源連接及等效變換電流源的并聯(lián)：n個(gè)電流源的并聯(lián)可用一個(gè)電流源等效代替，且等效電流源的大小等于n個(gè)電流源的代數(shù)和。電流源的并聯(lián)及等效變換注意：與IS參考方向相同的電流源ISk取正號(hào)，相反則取負(fù)號(hào)。

IS

=IS1

+IS2

+………+ISn電路的等效變換電源連接及等效變換任一元件與電壓源并聯(lián)對(duì)外電路來說，就等效于這個(gè)電壓源，并聯(lián)元件對(duì)外電路不起作用。注意：電壓值不同的電壓源不能并聯(lián)，因?yàn)檫`背KVL，電流值不同的電流源不能串聯(lián)，因?yàn)檫`背KCL。電壓源與任一元件并聯(lián)：uS+–12元件+–uiuS+–12+–ui電路的等效變換電源連接及等效變換任一元件與電流源串聯(lián)對(duì)外電路來說，就等效于這個(gè)電流源，串聯(lián)元件對(duì)外電路不起作用。注意：電壓值不同的電壓源不能并聯(lián)，因?yàn)檫`背KVL，電流值不同的電流源不能串聯(lián)，因?yàn)檫`背KCL。電流源與任一元件串聯(lián)：iS12+–ui元件iS12+–ui電路的等效變換電源連接及等效變換兩種實(shí)際電源模型的等效變換：實(shí)際電壓源可以用理想電壓源與電阻的串聯(lián)來表示；實(shí)際電流源可以用理想電流源和電阻的并聯(lián)來表示；兩種電源可相互轉(zhuǎn)換。+–uiR2iS+–uSRs1i+–u得：或等效電路的等效變換電源連接及等效變換兩種實(shí)際電源模型的等效變換：綜合上述可得出以下結(jié)論：（1）當(dāng)實(shí)際電壓源等效變換為實(shí)際電流源時(shí)，電流源的內(nèi)阻Rs2等于電壓源的內(nèi)阻Rs1，電流源的電流為（2）當(dāng)實(shí)際電流源等效變換為實(shí)際電壓源時(shí)，電壓源的內(nèi)阻Rs1等于電流源的內(nèi)阻Rs2，電壓源的電壓。電路的等效變換電源連接及等效變換兩種實(shí)際電源模型的等效變換：注意：（1）等效變換僅僅對(duì)外部電路而言，對(duì)電源內(nèi)部不等效。（2）必須注意兩種電路模型的極性，即電壓源US和電流源IS的方向。（3）理想電壓源()與理想電流源()之間不能等效變換。（4）凡與電壓源串聯(lián)的電阻，或與電流源并聯(lián)的電阻，無論是否是電源內(nèi)阻，均可當(dāng)作內(nèi)阻處理。謝謝觀看支路電流法[第2章電路的分析方法]目錄CONTENTS支路電流法的概念解題方法與步驟例題第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)支路電流法定義支路電流法是以支路電流作為電路的變量，直接應(yīng)用KCL、KVL，列出與支路電流數(shù)目相等的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，然后聯(lián)立解出各支路電流的一種方法。適用范圍原則上適用于各種復(fù)雜電路，但當(dāng)支路數(shù)很多時(shí)，方程數(shù)增加，計(jì)算量加大。因此，適用于支路數(shù)較少的電路。解題方法和步驟（1）該電路有3條支路，支路的電流分別為I1、I2、I3

（2）2個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)a的方程為結(jié)論：節(jié)點(diǎn)數(shù)為n的電路中，根據(jù)KCL列出的節(jié)點(diǎn)電流方程只有n-1個(gè)是獨(dú)立的。IIIII節(jié)點(diǎn)b的方程為支路電流法支路電流法I（3）選定回路繞行方向，一般選順時(shí)針方向，并標(biāo)明在電路圖上，如圖所示。根據(jù)KVL，列出各回路的電壓方程?；芈稩-III的方程為：支路電流法同樣，在這3個(gè)方程中，只有2個(gè)是獨(dú)立的。注意：有幾個(gè)網(wǎng)孔就列出幾個(gè)回路電壓方程，這幾個(gè)方程就是獨(dú)立的。IIIII支路電流法I解方程組就可求得I1、I2、I3.

（4）根據(jù)以上分析，可列出獨(dú)立方程如下：支路電流法（1）在電路圖中選定并標(biāo)注各支路電流的參考方向，

b條支路共有b個(gè)未知變量。

（2）根據(jù)KCL，對(duì)n個(gè)節(jié)點(diǎn)可列出(n-1)個(gè)獨(dú)立方程。（3）通常取網(wǎng)孔列寫KVL方程,設(shè)定各網(wǎng)孔繞行方向,列出b-(n-1)個(gè)獨(dú)立方程。（4）聯(lián)立求解上述b個(gè)獨(dú)立方程,便得出待求的各支路電流。支路電流法支路電流法分析計(jì)算電路的一般步驟如下:【例】如圖所示，已知US1=12V，US2=8V，R1=R3=4

，R2=8。試求各支路電流。解

選定并標(biāo)出各支路電流I1、I2