电工学第六版电工学第六版( (第七版第七版) )课件课件 chapter02chapter02本文由 yuyuyuki624 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看第 2 章 电路的分析方法2.1 电阻串并联联接的等效变换 2.3 电源的两种模型及其等效变换 2.4 支路电流法 2.5 结点电压法 2.6 叠加原理 2.7 戴维宁定理与诺顿定理第 2 章 电路的分析方法本章要求: 本章要求: 1.掌握用支路电流法、结点电压法、 1.掌握用支路电流法、结点电压法、叠加原理 掌握用支路电流法 和戴维宁定理分析电路的方法； 和戴维宁定理分析电路的方法； 2. 理解实际电源的两种模型及其等效变换； 理解实际电源的两种模型及其等效变换； 3. 掌握含受控源电路的分析方法 掌握含受控源电路的分析方法{end}2.1 电阻串并联联接的等效变换2.1.1 电阻的串联如果电路中有两个或两个以上的电阻串联， 如果电路中有两个或两个以上的电阻串联，这些 电阻的串联可以等效为一个电阻 电阻的串联可以等效为一个电阻I+U-+ U1 R1 + U 2 R2 -伏安关系U = (R1 + R2 )IU = RI等效IR = R1 + R 2UR所谓等效是指两个电路 对外的伏安关系相同。
两个串联电阻上的电压分别为： 两个串联电阻上的电压分别为：I+ + U1 R1 + U 2 R2 -R1 U1 = R1I = U R1 + R2R2 U 2 = R2 I = U R1 + R2U-2.1.2电阻的并联两个或两个以上的电阻的并联也可以用一个电阻来 I 等效 I · I + + I1 2UR1R2UR-·1 1 1 = + R R1 R2上式也可写成G = G1 + G2式中 G 为电导，是电阻的倒数在国际单位制中， 式中 为电导，是电阻的倒数在国际单位制中， 为电导 电导的单位是西门子 西门子（ ） 电导的单位是西门子（S） 两个并联电阻上的电流分别为： 两个并联电阻上的电流分别为：II1U·R1I2 R2·R2 I1 = I R1 + R2 R1 I2 = I R1 + R2例题 2.1 例题 2.1计算图中所示电阻电路的等效电阻 R，并 求电流 I 和 I5 I+· R 2? 2 · ·R7 3? I5R1 2?·R3 4?R4 4?3V·R · 6? ·R65·1?解可以利用电阻串联与并联的特征对电路进行简化I+·R ·R1 2?2I2?·R4 4?·R3 4?+I7·R121?I12I53VI+R7 3? I53V· R 6? · · R 1?65R7 R5 3? 6?R34 2?·· R 1?6(a)+II7·(b) I R12121?3VR = 1?5?3VR7 3?R 3456 2?(d)·(c)U = 2A 由(d)图可知 R = 1?5? , I = RI +由(c) 图可知R12 I12 1? R = 1?5? I5 R7 R5 3? 6? R34 2?I+ 3V3V ?I7·U = 1A I7 = R7·R6 1?I12 = I ? I 7 = 1A R34 + R6 I5 = I12 R34 + R6 + R51 = A 3{end}(c)2.3 电源的两种模型及其等效变换2.3.1 电压源任何一个实际的电源， 任何一个实际的电源，例如发电机电池或各种信号 都含有电动势 E 和内阻 和内阻 R 源，都含有电动势 和内阻 0,可以看作一个理想电压源 和一个电阻的串联。
和一个电阻的串联实际的电源等效电压源IaIaEER0URLR0URLbbaI根据电压方程EUU = E ? IR0作出电压源的外特性 外特性曲线 RL 作出电压源的外特性曲线UR0b理想电压源当 R0 = 0 或 R《 RL 时, 0 这样的电压源被称为理想电 这样的电压源被称为理想电 压源也称恒压源 压源也称恒压源UO = E0E IS = R0I理想电压源的特点: 理想电压源的特点: 特点1、无论负载或外电路如何变化,电压源两端的电压不变； 、无论负载或外电路如何变化,电压源两端的电压不变； 电压不变 2、通过它的电流由外电路决定 、通过它的电流由外电路决定 电流 例如+ 10V I R R=10 ,I=1A R=1 , I=10A理想电压源的开路与短路: 理想电压源的开路与短路: 开路与短路I( 1 ) 开路 （2）短路 ）E _U _+I=0,U=E+不允许直接短路 不允许直接短路2.3.2 电流源电源除用电动势 E 和内阻 R0 串联的 电路模型表示以外， 电路模型表示以外，还可以用另一种电 路模型来表示 路模型来表示·U R0a I+R0E = Is R0URL·b图中负载两端电压和 电流的关系为EaIUU = E ? IR0将上式两端同除以 R0 可得出RLR0bU E U E +I = ?I 令 = I s 则有 I s = R0 R0 R0 R0U Is = +I R0我们可以用下面的图来表示这一伏安 关系 等效电流源·U R0R0a I负载两端的电压 和电流没有发生URLE = Is R0改变。
改变·b这样的电源被称为理想电流源 当 R0 》 L 时，这样的电源被称为理想电流源 R 也称恒流源 也称恒流源UU R0· ·a IU O = I S R0U Is = +I R0理 想 电流 源 电R0URLE = Is R0ba I流 源E = Is R0+URL0ISIb理想电流源的特点： 理想电流源的 1、无论负载或外电路如何变化，电流源输出的电流不变 、无论负载或外电路如何变化，电流源输出的电流不变 电流不变; 2、电源两端电压由外电路决定电源两端电压由外电路决定 电压由外电路决定 例如 + R=10 ,U=20VIS=2A U RR=1 , U=2V理想电流源的短路与开路： 理想电流源的短路与开路： 短路与开路IISU _+(1) 短路：I= IS ，U=0 短路： 不允许开路 不允许开路 (2) 开路： 开路：及各元件的功率 例 1 求 I 及各元件的功率I +1A 2V _ 5解： IR=2/5=0.4A IR 由 KCL 得 I =1-IR=1-0.4=0.6A 得 发出功率 发出功率 吸收功率 吸收功率 吸收功率 吸收功率电流源功率 P1= -1 ╳ 2 = -2W 电压源功率 P2=2 ╳ 0.6 = 1.2W 电阻功率 PR= 2 ╳ 0.4 = 0.8W∑P 吸收= ∑P 产生例 2 图示电路：求 U 和 I。
图示电路： 和 解： 由 KCL 得 得3? ? 3A 1A 2AI3+1-2+I=0，I= -2（A） ， （ ）3VU1由 KVL 得 得 U+U1+3-2=0 又, U1=3I= -6（V） （ ） 则: U=5（V） （ ）U2V例 3+ 10V 2I1I1 = 5A I1 = 5A 不变！ 不变！I110VIs2等效为10V2I1理想电压源与任何电路的并 对外都等效于该电压源 都等效于该电压源 理想电压源与任何电路的并联，对外都等效于该电压源 US X + US -例 42A +2 U + 2A + _2等效为U_U = 4V U = 4V 不变！ 不变！ 理想电流源与任何电路的串 对外都等效于该电流源 都等效于该电流源 理想电流源与任何电路的串联，对外都等效于该电流源IS X IS2.3.3 电压源与电流源及其等效变换两种电源模型： 两种电源模型：aIEU等效RLU R0R0·aIURLR0bE = Is R0·bU = E ? IR0U Is = +I R0 U = E ? IR0只要一个电动势为 E 的理想 一般不限于内阻 R0，只要一个电动势为 的理想 电压源和某个电阻 R 串联的电路 串联的电路， 电压源和某个电阻 串联的电路，都可以化为一个电 E 的理想电流源和这个电阻并联的电路。
流为 R 的理想电流源和这个电阻并联的电路 E _ ISR R注意方向注意: 注意:E E = I s R 或 IS = R1、等效只对外电路而言,对电源内部不等效； 等效只对外电路而言, 电源内 等效； 2、理想电压源与理想电流源之间不存在等效变换 理想电压源与理想电流源之间不存在等效变换例题 2.3.2 例题 2.3.2试用等效变换的方法计算图中 1? 电阻上 的电流 I 2? a···6V2 A 6?4V1?I3?4?··b具体步骤如下解·2 A 3?·2A·2?·a4V 6?4?1?I·8V2?2?4V· ·a··b·I4A2?4V 2?·a1? 4?1?I4?··b·b·2A 4?·1A·a4? 1?I·8V·2?· ·ab·a2 I = 3 × 4V =?2 A I 1 2 +1 2?4?3 A 2? 1?I··b{end}b2.4 支路电流法支路电流法：以各支路电流为 支路电流法：以各支路电流为 支路电流 未知量，应用基尔霍夫电流定律和 未知量，应用基尔霍夫电流定律和 电压定律分别对结点和回路列写电 电压定律分别对结点和回路列写电 路方程分析电路的方法 路方程分析电路的方法。
举例说明： 举例说明：I1 R1 + Us1 R2 Us2 + I3 I2 R3 + Us3 -b=3n=2(1) 标定各支路电流的参考方向 (2) 对任意 对任意(n-1)个结点列写 个结点列写 KCL 方程 个结点列写 方程 I1-I2-I3=0 (1) (3) 选定 选定 b-(n-1)=2 个独立回路，列 个独立回路 个独立回路， 方程 写 KVL 方程若以网孔为独立回路， 方程 若以网孔为独立回路， 则可得 R1I1+R2I2+Us2-Us1=0 (2) -R2I2+I3R3+Us3-Us2=0 (3)(4) 联立求解，求出各支路电流，进一步求出各支 联立求解，求出各支路电流， 路电压 路电压例题 2.4.2 例题 2.4.2在右图所 示的桥式电路中，中 间是一检流计，其电 阻 RG 为 10 ?， 试求 检流计中的电流 I G 已知I1R1·I2IGR2·GR3I_· ·ER4 I4I3R1 = R2 = 5? R3 = 10? R4 = 5? E = 12V解 数一数 ： b=6, n=4我们先来列 3 个结点 我们先来列 个结点 电流方程， 电流方程，选 a、 b、 c 三 d · 三 个结点 对结点 a： 对结点 ： 对结点 b： 对结点 ：R1I1 ·aI2IGR2GR3I_·cR4I1 ?I2 ?IG =0 I3 +IG ?I4 =0· I3 b I 4E对结点 c： 对结点 ： I2 +I4 ?I =0再来列三个电压方 程，选图中的三个 回路 对回路 abda 对回路 acbaI1 a I 2R1d··IGR2R1 I1 + RG I G ? R3 I 3 = 0GR3I_·cR4R2 I 2 ? R4 I 4 ? RG I G = 0对回路 dbcdI3 · I 4 bR3 I 3 + R4 I 4 ? E = 0E解上面的六个方程得到 I G 的值I G = 0 . 126 A我们发现当支路数较多而只求一条支路的 电流时用支路电流法计算，极为繁复。
电流时用支路电流法计算，极为繁复{end}列写如图电路的支路电流方程(含理想电流源支 a I1 R1 US + – I2 1 R2 c 2 R4 R3 I3 b I5 I4 + 3U – b=5, n=3 方程： 方程 IS 解： KCL 方程：- I1- I2 + I3 = 0 - I3+ I4 – I5 = 0 R1 I1-R2I2 = US(1) (2) (3)KVL 方程： 方程： 方程 R1 I1-R2I2 = US (3) I I 5= S R2 I2+R3I3 + R4 I4 = 0 (4) - R4 I4+U = 0 (5)R2 I2+R3I3 + R4 I4 = 0 (4。