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1、第2章 电阻电路的等效变换,本章内容,对A电路而言，其中的电流、电压和功率相等。,2.两端电路等效的概念,两个两端电路，端口具有相同的电压、电流关系,则称它们是等效的电路。,2. 电阻的串、并联；,3. 电压源和电流源的等效变换；,4. 输入电阻的计算。,重点：,1. 电路等效的概念；,电阻电路,仅由电源和线性电阻构成的电路,分析方法,欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电阻电路的依据；,等效变换的方法,也称化简的方法。,2.1 引言,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)。,1.两端电路（网络）,无源一端口,2
2、.2 电路的等效变换,电路等效变换的条件：,电路等效变换的对象：,电路等效变换的目的：,两电路端口处具有相同的VCR。,未改变的外电路A中的电压、电流和功率。（即对外等效，对内不等效）,化简电路，方便计算。,明确,2.3 电阻的串联和并联,电路特点,1.电阻串联,(a) 各电阻顺序连接，流过同一电流 (KCL)；,(b) 总电压等于各串联电阻的电压之和 (KVL)。,由欧姆定律,串联电路的总电阻等于各分电阻之和。,等效电阻,结论,串联电阻的分压,电压与电阻成正比，因此串联电阻电路可作分压电路。,例,两个电阻的分压：,表明,功率,p1=R1i2， p2=R2i2， pn=Rni2,总功率 p=R
3、eqi2 = (R1+ R2+ +Rn ) i2=R1i2+R2i2+ +Rni2=p1+ p2+ pn,电阻串联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成正比； 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,2. 电阻并联,电路特点,(a)各电阻两端为同一电压（KVL)；,(b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和(KCL)。,i = i1+ i2+ + ik+ +in,由KCL:,i = i1+ i2+ + ik+ +in,=u/R1 +u/R2 + +u/Rn =u(1/R1+1/R2+1/Rn)= u/Req,等效电阻,等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，或等效电导等于并联的各电导之
4、和。,结论,并联电阻的分流,电流分配与电导成正比,例,两电阻的分流：,功率,p1=G1u2， p2=G2u2， pn=Gnu2,总功率 p=Gequ2 = (G1+ G2+ +Gn ) u2=G1u2+G2u2+ +Gnu2=p1+ p2+ pn,电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比； 等效电阻消耗的功率等于各并联电阻消耗功率的总和,表明,3.电阻的串并联,例1,电路中有电阻的串联和并联的连接方式称电阻的串并联。,计算图示电路中各支路的电压和电流。,例2,解,用分流方法做,用分压方法做,求：I1 ,I4 ,U4,从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤：,求出等效电阻或等效电导；,应用
5、欧姆定律求出总电压或总电流；,应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压。,以上的关键在于识别各电阻的串联、并联关系！,例3,求: Rab , Rcd,等效电阻针对端口而言,注意,例4,求: Rab,Rab70,例5,求: Rab,Rab10,缩短无 电阻支路,例6,求: Rab,对称电路 c、d等电位,根据电流分配,2.4 电阻的Y形连接和形连接的等效变换,1. 电阻的 、Y形连接,Y形（星形）网络, 形（三角形）网络,包含,三端网络, ，Y 网络的变形：, 型电路 ( 型),T 型电路 (Y、星型),这两个电路当它们的电阻满足一定的关 系时，能够相互等效 。,注意,i1 =i1Y
6、, i2 =i2Y , i3 =i3Y ,u12 =u12Y , u23 =u23Y , u31 =u31Y,2. Y 变换的等效条件,等效条件：,特例：若三个电阻相等(对称)，则有,R = 3RY,外大内小,等效对外部(端钮以外)有效，对内不成立。,等效电路与外部电路无关。,用于简化电路,桥 T 电路,例1,例2,计算90电阻吸收的功率,例3,求负载电阻RL消耗的功率,作业： P46 2-1，2-4（a）、（b），2-5,2.5 电压源、电流源的串联和并联,1.理想电压源的串联和并联,串联,注意参考方向,并联,相同电压源才能并联,电源中的电流不确定。,注意,电压源支路的串、并联等效,对外等效
7、！,2. 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。,串联,并联,注意参考方向,注意,电流源支路的串、并联等效,对外等效！,2.6 实际电源的两种模型及其等效变换,1. 实际电压源,实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。,考虑内阻,伏安特性：,一个好的电压源要求,注意,实际电流源也不允许开路。因其内阻大，若开路，电压很高，可能烧毁电源。,2. 实际电流源,考虑内阻,伏安特性：,一个好的电流源要求,注意,3.电压源和电流源的等效变换,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
8、。,u=us Rsi,i =is Gsu,i = us/Rs u/Rs,is=us /Rs Gs=1/Rs,实际电压源,实际电流源,端口特性,比较可得等效条件,电压源变换为电流源：,电流源变换为电压源：,小结,等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。,电流源开路， Gs上有电流流过。,电流源短路, Gs上无电流。, 电压源短路， Rs上有电流；, 电压源开路， Rs上无电流流过,理想电压源与理想电流源不能相互转换。,变换关系,表现在,利用电源转换简化电路计算,例1,I=0.5A,U=20V,例2,把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连,例3,求电路中的电流I,例4,受控源和独立源一样可以进
9、行电源转换；转换过程中注意不要丢失控制量。,求电流 i1,注意,例5,把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连,作业： P49 2-11,2.7 输入电阻,1.定义,2.计算方法,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；,对含有受控源和电阻的二端电路，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，其比值u/i即为输入电阻。,例,计算下例一端口电路的输入电阻,无源电阻网络,解,先把有源网络的独立源置零：电压源短路；电流源开路，再求输入电阻。,外加电压源,3.,4.,求Rab和Rcd,6,P46例2-5 P27 1-9, P50 2-13,本章小结,1. 电阻的串并联、混联、Y形联接、形联接及等效变换。2. 电压源、电流源的串并联及等效变换。3. 输入电阻的概念及计算。,作业：P50 2-14,
