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1、第二单元 电路分析方法的学习 模块1 直流电路的简化,学习目的,能力目标 能熟练应用欧姆定律； 能进行电阻串、并联计算； 能进行电阻混联电路的计算； 能用电路的等效变换方法计算电路的各个参数 。,学习目的,2. 知识目标 掌握电阻串联电路的电阻、电压、电流和功率特性； 掌握电阻并联电路的电阻、电压、电流和功率特性； 掌握电阻混联电路的等电位分析法； 掌握电压源、电流源及等效变换。,学习内容,学习内容,明确任务,本项目的任务，即要求同学们能计算多个电阻连接情况下的总电阻值，并计算每个电阻分得电压、电流和功率的规律。,讨论：如何求解上述电路中的电流I？,一、电阻的串并联,若干个电阻顺序地连接成一条
2、无分支的电路，称为串联电路。,1、电阻的串联,知识链接,P30,(5) 电阻串联具有分压作用， 即,串联电路特点： ,(1) 流过串联各元件的电流相等，即I1=I2=I3;,(2) 等效电阻,(3) 总电压,(4) 总功率,在实际中，利用串联分压的原理，可以扩大电压表的量程 。,R=R1+R2+R3;,U=U1+U2+U3;,P=P1+P2+P3；,知识链接,例1: 现有一表头， 满刻度电流IQ= 50A， 表头的电阻RG=3k，若要改装成量程为10V的电压表，如图所示，试问应串联一个多大的电阻？,解：当表头满刻度时，它的端电压为UG=5010-6 3103 = 0.15V。设量程扩大到10V
3、时所需串联的电阻为R，则R上分得的电压为 UR=100.15 = 9.85V，故,即应串联197k的电阻，方能将表头改装成量程为10 V的电压表。,边学边练,要求：现有一只量程为50mA、内阻为2的毫安表一只，需要扩大其电压的量程，具体要求如下： 电压量程：5V、10V、20V三档。,5V档的串联电阻,设计1,10V档的串联电阻,20V档的串联电阻,边学边练,(3) 总电阻的倒数 ,即总电导 G=G1+G2+G3；,2、电阻的并联,将几个电阻元件都接在两个共同端点之间的连接方式称之为并联。,并联电路特点 ：,(1) 并联电阻两端电压相等， 即 U=U1=U2=U3；,(2) 总电流,I=I1+
4、I2+I3；,(4) 总功率,P=P1+P2+P3；,(5) 分流作用,利用电阻并联的分流作用， 可扩大电流表的量程。,知识链接,例2：有一个直流电流表， 其量程Ig= 10mA， 表头内阻Rg=200，现将量程扩大到1A，试画出电路图，并求需并联的电阻R多大？ 解：,Exercises：25,边学边练,解：（1）因外接电源符合各灯泡额定值， 各灯泡正常发光，故总功率为,P=P1+P2+P3=100+60+40=200W,（2） 总电流与各灯泡电流为：,(3) 等效电阻为,例3: 有三盏电灯并联接在110V电源上， 其额定值分别为110 V/100W, 110 V/60W, 110V/40W，
5、求总功率P、总电流I以及通过各灯泡的电流及等效电阻。,边学边练,要求：现有一只量程为50mA、内阻为2的毫安表一只，需要扩大其电流的量程，具体要求如下： 电流量程：100mA、200mA、400mA三档。,I1：100mA,I2：200mA,I3：400mA,R10.5，R210.50.5，R3211,设计2,边学边练,3、电阻的混联,电阻的串联和并联混合联接的方式称为电阻的混联。,例4 : 如图（a）电路是一个电阻混联电路，各参数如图中所示，求a中两端的等效电阻Rab。,边学边练,解：首先从电路结构根据电阻串、并联的特征来区分哪些电阻属串联，哪些是属并联？,边学边练,例5：如图电路是一个电阻
6、混联电路，各参数如图中所示，求图中两端的等效电阻Rab。,3,6,1,7,9,9,7,6,1,3,9,3,6,7,Rab4.5,边学边练,练习1 P70 2-1,边学边练,例7: 如图所示的是一个衰减器电路，电路中R1=R2=R3=R6=50，R4=R5=100，输入电压Ua=10V，在输出端开路时各档输出电压Ub1、Ub2、Ub3及各电阻上电流各为多少？,解：,边学边练,二、 电阻的Y(T型) (型)变换,变换条件:等效变换后电路的外部性能保持不变。,知识链接,P36,1、形变换Y形的公式,当形电路的三个电阻相等时， 即,Y,知识链接,2、Y形变换成形的公式,当Y形电路的三个电阻相等时， 即
7、,则,应当指出， 上述等效变换公式仅适用于无源三端电路。,Y,知识链接,知识链接,P37,例8：,对图示电路求总电阻R12,1,由图： R12=2.684,P37,边学边练,练习1 P38 2-2-2,边学边练,练习2 P71 2-6(b),作业 P35 2-1-1 P71 2-6(a),边学边练,作业要求：独立思考、相互讨论、按时交作业。,学习内容,明确任务,本项目的任务，即要求同学们能进行电压源、电流源之间的等效变换，并计算电路的各个参数。,讨论：如何求解上述电路中的电流I？,电压源(voltage source):以电压的形式向电路供电；,一、电压源与电流源模型,1、电压源,电流源(cu
8、rrent source):以电流的形式向电路供电。,图1-9 理想电压源,图1-11 实际电压源,P39,知识链接,太阳能电池,2、电流源,图1-12 理想电流源,图1-15 实际电流源,知识链接,1、电压源的串联,Us1,Us2,Usn,Us,Usk的参考方向与Us的参考方向一致时，式中Usk的前面取“”号，否则取“-”号。,知识链接,二、电源的联结,2、电流源的并联,Is1,Is2,Isn,Is,Isk的参考方向与Is的参考方向一致时，式中Isk的前面取“”号，否则取“-”号。,知识链接,条件： 极性相同，电压值相 等的理想电压源可以 并联（增大电流，提高 功率）。 电流值相等的理想电流
9、 源串联无任何意义。,3、电压源的并联和电流源的串联,P39,知识链接,4、电压源与其他元件并联 该并联电路可以用一个等效电压源来代替，该电压 源的电压仍为Us，电流I由外部电路决定。,Us,Is,I,Us,R,Us,I,I,知识链接,5、电流源与其他元件串联 该串联电路可以用一个等效电流源来代替，该电流 源的电流仍为Is，电压U由外部电路决定。,Us,Is,R,Is,Is,U,U,U,知识链接,例1：求图示电路的最简等效电路。,10V,1A,2A,5,Exercises：232（a）（b）,边学边练,例2：,求下列各电路的等效电源,解:,边学边练,三、电压源与电流源的等效变换,由图a： U
10、= E IR0,由图b： U = (IS I)R0 =ISR0 IR0,知识链接, 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。, 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。, 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言， 对电源内部则是不等效的。,注意事项：, 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路， 都可化为一个电流为IS 和这个电阻并联的电路。,P42,知识链接,例3：,求下列各电路的等效电源,边学边练,例4：将所示电路化简为一个实际电流源模型。,边学边练,边学边练,例5：已知Is13A，R1R25，Us210V，求电流I。,边学边练,解：Us1Is1R13515V I(Us1Us2)/（R1R2）0.5A,例6：试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电阻中的电流。,解:,由图(d)可得,边学边练,边学边练,Exercises:2-10,例7： 试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1 电阻中的电流。,解：统一电源形式,边学边练,边学边练,作业,P43 234,边学边练,
