《电路课件_第2章(第五版_邱关源_)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路课件_第2章(第五版_邱关源_)（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 电阻电路的等效变换2. 电阻的串、并联、 Y 变换;4. 输入电阻 3. 电压源和电流源的等效变换。1. 电路等效的概念；重点12-1 引言由时不变线性无源元件、线性受控源和独立电源组成的电路，简称线性电路。一、时不变线性电路：二、线性电阻性电路构成电路的无源元件均为线性电阻，简称电阻电路。电路中的电源都是直流电源。三、直流电路本章为电阻电路的分析与计算，用等效变换 的方法,也称化简的方法。22-2 电路的等效变换任何一个复杂的电路, 向外引出两个端钮，且从一个端子流入的电流 等于从另一端子流出的电流，则称这 一电路为二端网络 (或一端口网络)。一. 二端电路（网络）二. 二端电路等效
2、的概念两个二端电路，端口具有相同的电压、电流关系,则称它 们是等效的电路.当电路中某一部分用其等效电路替代后，未被替代部分的 电压和电流均应保持不变。ii3B+-uiC+ -ui等效对A电路中的电流、电压和功率而言，满足BACA明 确（1）用等效电路的方法求解电路时，电压和电流保持 不变的部分仅限于等效电路以外。（2）电路等效变换的目的化简电路，方便计算。对外等效42-3 电阻的串联和并联1. 电路特点一. 电阻串联( Series Connection of Resistors )+_R1R n+_u ki+_u1+_unuRk(a) 各电阻顺序连接，流过同一电流 (KCL)；(b) 总电压
3、等于各串联电阻的电压之和 (KVL)。5由欧姆定律：结论：等效串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 2. 等效电阻u+_R e qi+_R1R n+_u ki+_u1+_unuRk63. 串联电阻的分压说明电压与电阻成正比，因此串联电阻电路可作分压电路+_uR1R2+ -u1-+u2i 注意方向 !例两个电阻的分压：74. 功率p1=R1i2， p2=R2i2， pn=Rni2总功率 p=Reqi2 = (R1+ R2+ +Rn ) i2=R1i2+R2i2+ +Rni2=p1+ p2+ pn（1） 电阻串联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成正比（2） 等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总
4、和表明8二. 电阻并联 (Parallel Connection)in R1R2RkRni+ui1i2ik_1. 电路特点(a) 各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压 (KVL)；(b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和 (KCL)。i = i1+ i2+ + ik+ +in9等效由KCL:i = i1+ i2+ + ik+ +in=u/R1 +u/R2 + +u/Rn=u(1/R1+1/R2+1/Rn)=uGeqG =1 / R为电导2. 等效电阻+ u _iReq等效电导等于并联的各电导之和in R1R2RkRni+ui1i2ik_103.并联电阻的电流分配对于两电阻并联，有：R1R2
5、i1i2i电流分配与电导成正比114. 功率p1=G1u2， p2=G2u2， pn=Gnu2总功率 p=Gequ2 = (G1+ G2+ +Gn ) u2=G1u2+G2u2+ +Gnu2=p1+ p2+ pn（1） 电阻并连时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比（2） 等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总和表明：12三. 电阻的串并联例计算各支路的电压和电流。 i1+-i2i3i4i518 6 5 412 165V165Vi1+-i2i318 9 5 6 13关键在于识别各电阻的串联、并联关系！例1.61555dcba求: Rab , Rcd等效电阻针对电路的某两 端而言，否则无意义
6、。14例2.bacdRRRR求: Rab对称电路 c、d等电位bacdRRRRbacdRRRR短路断路152-4 电阻的Y形联接与形联接的等效变换一. 电阻的 ， Y连接bacdR1R2R3R4Rab = ？包含Y型网络 型网络 R12R31R23123R1R2R3123三端 网络16二. Y 变换的等效 条件u23R12R31R23i3 i2 i1123+u12u31R1R2R3i1Yi2Yi3Y123+ u12Yu23Yu31Yi1 =i1Y , i2 =i2Y , i3 =i3Y ,u12 =u12Y , u23 =u23Y , u31 =u31Y 等效条件：17Y接: 用电流表示电压u
7、12Y=R1i1YR2i2Y 接: 用电压表示电流i1Y+i2Y+i3Y = 0 u23Y=R2i2Y R3i3Y i3 =u31 /R31 u23 /R23i2 =u23 /R23 u12 /R12i1 =u12 /R12 u31 /R31(2)(1)u23R12R31R23i3 i2 i1123+u12u31R1R2R3i1Yi2Yi3Y123+ u12Yu23Yu31Y18由式(2)解得：i3 =u31 /R31 u23 /R23i2 =u23 /R23 u12 /R12i1 =u12 /R12 u31 /R31(1)(3)根据等效条件，比较式(3)与式(1)，得Y型型的变换条件： 或1
8、9类似可得到由型 Y型的变换条件： 简记方法：或变YY变R31R23R12R3 R2R120特例：若三个电阻相等(对称)，则有R = 3RY注意(1) 等效对外部(端钮以外)有效，对内不成立；(2) 等效电路与外部电路无关；R31R23R12R3 R2R1外大内小(3) 用于简化电路21DB3523A33CEB352ADE1 11B52CADE3R=3+1+(1+2)(1+5)=6例 1.22桥 T 电路1/3k1/3k1kRE1/3k例21k1k1k1kRE1kRE 3k3k3k i23例3. 141+20V909999-141+20V903339-计算90电阻吸收的功率 110+20V90
9、-i1i242-5 电压源、电流源的串联和并联一. 理想电压源的串联和并联相同的电压 源才能并联, 电源中的电 流不确定。l串联等效电路+_uS+_uS2+ _ + _uS1+_uS注意参考方向等效电路l并联uS1+_+_I uS225+_uS+_i uRuS2+_+_uS1+_iuR1R2l 电压源与支路的串、并联等效uS+_I任意 元件u+_RuS+_Iu+_对外等效！26二. 理想电流源的串联并联相同的理想电流源才能串联, 每个电流源的端电压不能确定l 串联l 并联iSiS1iS2iSniS 等效电路注意参考方向iiS2iS1等效电路27l 电流源与支路的串、并联等效iS1iS2iR2R
10、1+_u等效电路RiSiS任意 元件u _+等效电路iSR对外等效！282-6 实际电源的两种模型及其等效变换实际电压源、实际电流源两种模型 可以进行等效变换，所谓的等效是指端口 的电压、电流在转换过程中保持不变。29u=uS R i实 际 电 压 源i + _uSR+u _i = uS/R u/Ri =iS GuiG+ u_iS实 际 电 流 源0ui外特性曲线0ui外特性曲线比较可得等效的条件：iS=uS /R G=1/R30总结：由电压源变换为电流源：i + _uSR+u _转换转换iG+ u_iS由电流源变换为电压源：31(2) 等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。注意：开路的
11、电流源可以有电流流过并联电导G 。电流源短路时, 并联电导G中无电流。 电压源短路时，电阻中R有电流； 开路的电压源中无电流流过 R；iS方向：电流源电流方向与电压源电压方向相反。(1) 变换关系数值关系:iS ii + _uSR+u _iG+ u_iS表 现 在32(3) 理想电压源与理想电流源不能相互转换。（4） 受控电压源、电阻的串联组合和受控电流源、 电导的并联组合也可以用上述方法进行变换。 此时应把受控电源当作独立电源处理，但应注意在 变换过程中保存控制量所在支路，而不要把它消掉!33例1.I=0.5A6A+ _U5 5 10V10V+ _U552A6AU=20V例2.5A347 2
12、AI？+_15v _+8v77IU=?利用电源变换简化电路计算。利用电源变换简化电路计算3410V1010V6A+ _1A106A7A1070V10 +_例3.把电路变换成一个电压源和一个电阻的串联。（1）3560V+ _6V10+_6V106A+ _66V10+_6V102A6A+ _（2）36求图中电流 i。例4.37+-+-i =0.5A(1+2+7)i+4 -9=038例5.注:受控源和独立源一样可以进行 电源转换；转换过程中注意不 要丢失控制量。+_US+_R3R2R1i1ri1求电流i1R1US+_R2/R3i1ri1/R3R+_US+_i1(R2/R3)ri1/R3392-7 输入电阻 一. 定义+-ui输入电阻二. 计算方法（1）如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、 并联和Y变换等方法求它的等效电阻； （2）对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法求输入电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电流源，求得电压，得其比值。无源40例+3 i166i1u+_i外加电压源计算下例一端口电路的输入电阻41作业1次： 第四版：2-4（a、b、c、d），2-6。 第五版： 2-4（a、b、c、d），2-8。作业2次： 第四版：2-8（b），2-9，2-10，2-12（ b ） 第五版： 2-10 （b），2-11 ，2-12，2-14（ b ） 。4243
