《电工电子技术 教学课件 ppt 作者 王桂琴 第2章 电路的分析方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术 教学课件 ppt 作者 王桂琴 第2章 电路的分析方法（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 电路的分析方法,第二节 叠加原理,第四节 戴维宁定理,第三节 电压源与电流源的等效变换,第一节 支路电流法,目录,习 题,第一节 支路电流法,支路电流法,支路电流法解题步骤,返回,一、支路电流法,以支路电流为未知量，直接利用基尔霍夫两个定律对节点和回路列出所需要的方程组,解出各未知电流。,返回,一般，对含有n个节点、b条支路的 电路，可列出(n-1)个KCL独立方程和 （bn+1）个KVL独立方程.,一般，任选一节点为参考节点，对 其余(n-1)个节点列出KCL方程；选 独立网孔（单孔回路）列出KVL方程。,返回,I1+I2I3 = 0 I1R1 +I3R3US1 = 0 I2R2 +
2、I3R3US2 = 0,+,+,US1,US2,a,b,I1,I2,I3,R2,R3,R1,返回,1. 首先规定各支路电流的参考方向和回路绕行方向； 2. 用KCL对任意 （n1）个节点列电流方程； 3. 用KVL对自然网孔列出回路电压方程； 4. 联立b个方程求出各支路电流。,二、支路电流法解题步骤,返回,例1、用支路电流法列出求解各支路电流所需的方程组。,I3,b,I1,R1,a,E1,R3,E3,I4,R4,R2,I2,I5,E5,R5,+,+,+,-,-,-,E2,-,+,3,2,1,c,a: I1+I2I5=0 c: I5+I4I3=0,1:E1+I1R1I2R2+E2=0 2:E2
3、+I2R2+I5R5+E5I4R4=0 3:I4R4E3+I3R3=0,返回,例2、已知US=10V，IS=8A，R1=R4=1 ， R2=2 ，R3=3，用支路电流法求各支路电流。,I1,IS,I4,+,-,a,c,b,R1,R2,R4,R3,US,I3,I2,解：,列KCL方程 a：I1+I2I30 b：I3+ISI40,列KVL方程 R1I1R2I2US0 USR2I2R3I3R4I4 0,联解得 I14A，I23A I31A，I47A,一般不选择含有恒流源的 回路列写KVL方程,返回,第二节 叠加原理,叠加原理 原理验证 几点说明,返回,在由多个独立电源共同作用的线性 电路中,任一支路
4、的电流(或电压)等于各个独立电源分别单独作用在该支路中产生的电流(或电压)的叠加(代数和) 。,一、叠加原理,不作用的恒压源短路,不作用的恒流源开路。,返回,I1I = I2 I1RUS1RI0 US2 I2RRI0,二、原理验证,I,R,R,R,已知：US1=4V，US2=16V，R=4,I12A I2 3A I=1A,I= I+ I“= 1A,US1单独作用,=1/3A,US2单独作用,= 4/3A,I1,I2,返回,三、几点说明,叠加原理只适用于线性电路。 电路的结构不要改变。将不作用的恒压 源短路，不作用的恒流源开路。 最后叠加时要注意电流或电压的方向: 若各分电流或电压与原电路中电流
5、或 电压的参考方向一致取正，否则取负。 功率不能用叠加原理计算。,返回,例1、用叠加原理求图示电路中的I。,解: 电流源单独作用时,电压源单独作用时,2,1,4,I,I=1/(1+4)10A = 2A,I=10/5A=2A,I=I+I= 4A,返回,例2、用叠加定理求图示电路中的I。,2,a,b,4,4,4,解：,I,c,I= I+ I=1.25A,电压源单独作用时 Rbc= 4（4+2) = 2.4 Ubc= 162.4/(4+2.4) V = 6V I=6/(2+4)A=1A,电流源单独作用时 Rbc = 44 = 2 I=12(2+2+4 )A = 0.25A,返回,例3、已知 E=12
6、V，Uab1=10V，求去掉E后，Uab2=？,R,+,-,E,R,R,R,解： 依叠加原理，Uab1=10V是E，IS1，IS2共同作用的结果。,a,b,设Uab为E单独作用的电压。,Uab2=10V Uab =7V,Uab = ER4R =3V,返回,4k,2k,2k,I,例4、用叠加原理求图示电路中的I。,2k,I=I+I= 1.507mA,电流源单独作用时,电压源单独作用时:,解:,返回,第三节 电压源与电流源的等效变换,返回,等效变换的概念 二端电阻电路的等效变换 独立电源的等效变换 电源的等效变换 无源二端网络的输入电阻 和等效电阻,一、等效变换的概念,两个端口特性相同，即端口对外
7、的 电压电流关系相同的电路，互为等效电 路。,1、等效电路,返回,2、等效变换的条件,对外电路来说，保证输出电压U和输出电流I不变的条件下电压源和电流源之间、电阻可以等效互换。, 等效变换对内电路来说，不一定等效。,返回,二、二端电阻电路的等效变换,1、电阻的串联,R1,R2,Ri,i,Red = R1 + R2 + + Ri,返回,分压公式：,消耗功率：,总电阻：,返回,2、电阻的并联,R1,i,R2,Ri,1Red = 1R1 + 1R2 + + 1Ri Ged =G1 + G2 + + Gi,返回,分流公式：,消耗功率：,总电阻：,返回,例1、求A、B两端等效电阻。,R5,R1,R2,R
8、3,U,A,R4,R6,RAB = R1+R2(R3R4)+(R5R6),解：,返回,B,例2、分别求在开关S断开和闭合时A、B两端总电阻。,R5,R1,R4,R2,R3,S,U,B,A,解：,RAB = R5（R1+R3）（R2+R4）,S断开,RAB = R5（R1R2 +R3R4 ）,S闭合,返回,几个恒压源的串联可以等效为一个恒压源。 该恒压源的电压等于几个恒压源电压的代数和。,1、 几个电压源的串联,三、独立电源的等效变换,返回,-,+,b,a,-,U1,U2,U = U1 + U2,+,返回,2、几个电流源的并联,几个恒流源的并联可以等效为一个恒流源。 该恒流源的电流为各恒流源电流
9、的代数和。,返回,IS1,IS2,b,a,返回,与恒压源并联的元件在等效变换中不起作用,将其断开。,US,I,b,a,RL,-,+,U,U = US I = U / RL,R,3、两种特殊情况,返回,RL,与恒流源串联的元件在等效变换中不起作用,将其短路。,IS,R,b,a,U,I,I=IS U=I RL,返回, 只有电压相等、极性相同的恒压 源才允许并联。 只有电流相等、极性相同的恒流 源才允许串联。,返回,一个实际的电源即可以用电压源模型表示,也可以用电流源模型表示。 对于负载来说只要端电压和输出电流不变,两个电源对负载的作用效果相同,所以实际电压源和电流源可以等效变换。,1、实际电源的等
10、效变换,四、电源的等效变换,返回,U,实际电流源 的伏安特性,I,IS,实际电压源 的伏安特性,US,I,U,ISRS,US/RS,U = US I RS,I= IS URS,返回,电压源: U=USIRS - 电流源: I=ISU/RS U=ISRSIRS- ,IS =,/,RS,US,US = ISRS,U,RS,US,IS,RS,I,I,U,-,+,返回,US = IS RS,IS = US/RS,RS = RS,RS = RS ,电流源 电压源,电压源 电流源,返回,2、注意事项,等效互换是对外电路而言的,内部电路并不等效。 恒压源与恒流源之间不能等效变换。 变换时注意电源的方向,电流
11、源的流向是从电压源正极出发。,返回,1）几个电压源的并联,先将每个电压源变成电流源,然后再 等效变换为一个电流源。,3、实际电源的串并联,返回,U1,U2,a,b,R2,R1,-,-,+,+,IS=IS1+IS2 RS=R1R2,返回,2）几个电流源的串联,几个电流源的串联可以等效为一个 电源,先将每个电流源变为电压源, 再变换为一个电源。,返回,U=U1+U2 RS =R1+R2,返回,例1 、将图示的电压源变成电流源。,I,-,+,10V,2,b,a,解: IS=10/2A=5A,返回,例2、将图示的电流源变成电压源。,US = IS 5 V =5V,+ -,返回,例3、用电源等效变换的方
12、法求图中的I。,4,+,-,+,-,6V,4V,2A,3,6,1,2,I,2A,3,返回,2,4A,+,-,4V,2A,6,4,1,2,I,返回,8V,2,2,4A,返回,1A,4,4,2A,8V,2,返回,I = 2/3 3 A= 2A,1A,4,4,2A,返回,在用等效变换解题时，应至少保留一条待求支路始终不参与互换，作为外电路存在； 等求出该支路电流或电压时，再将其放回电路中去作为已知值，求其它支路电流或电压。,返回,例4、试求出图示电路中电流I。,+,3,3,I,4,20V,2,返回,+ ,+,2A,3,6,2,5,4,3,18V,20V,I5 = I + IS = 2A + 2A =
13、 4A,I1 = I3 + I0.67A + 2A = 2.67A,I2 =18 2A=9A,I4 = I1I2 = 2.67A（9）A= 11.67A,I5,a,b,I,I1,I3,I2,I4,I6,I6=I5IS=4A2A=2A,返回,练习：,用等效变换法求图示电路中的电流 I1、I2、I3、I4。,3A,2A,2,3,5,3,+,6V,I3,I1,I2,I4,返回,解：,I4 = I3+3A8A=4A,I3 = (1+6+6)V (5+5+3) = 1A,I2 = I32A = 1A,I1 = I4+8A= 4A,返回,五、无源二端网络的输入电阻和等效电阻,对外具有两个端钮的网络称为二端网络，也称为单口网络。 如果二端网络内含有独立电源则称为有源二端网络，否则称为无源二端网络。 一个无源二端网络对外可等效为一个电阻 ，这个电阻称为输入电阻或等效电阻 。,返回,* 输入电阻或等效电阻的计算方法有 两种 ：,当无源二端网络内不含受控源时，可采用串并联等进行等效变换求得； 当无源二端网络内含有受控源时，可采用外加电源法求得。,返回,1、等效变换求电阻,例：求图示二端网络的等效电阻Rab。,5,20,15,6,6,a,b,7,a,b,Rab =
