《模拟与数字电路课件：第2章 电路的分析方法（hou）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟与数字电路课件：第2章 电路的分析方法（hou）（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2章章 电路的分析方法电路的分析方法2.12.1 电阻串并联联接的等效变换电阻串并联联接的等效变换电阻串并联联接的等效变换电阻串并联联接的等效变换2.22.2 电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换2.32.3 叠加原理叠加原理叠加原理叠加原理2.42.4 戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理2.52.5 受控源电路的分析受控源电路的分析受控源电路的分析受控源电路的分析2.6 2.6 非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析2.7 2.7 正
2、弦电压与电流正弦电压与电流正弦电压与电流正弦电压与电流2.8 2.8 正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：1.1.掌握叠加原理和戴维宁定理等路的基本分析掌握叠加原理和戴维宁定理等路的基本分析掌握叠加原理和戴维宁定理等路的基本分析掌握叠加原理和戴维宁定理等路的基本分析 方法。方法。方法。方法。2. 2. 了解实际电源的两种模型及其等效变换。了解实际电源的两种模型及其等效变换。了解实际电源的两种模型及其等效变换。了解实际电源的两种模型及其等效变换。3. 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、了解非线性电阻元件的伏安
3、特性及静态电阻、了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、 动态电阻的概念。动态电阻的概念。动态电阻的概念。动态电阻的概念。4.4.4.4.了解正弦量的向量表示法。了解正弦量的向量表示法。了解正弦量的向量表示法。了解正弦量的向量表示法。第第2章章 电路的分析方法电路的分析方法2.1 电阻串并联联接的等效变换电阻串并联联接的等效变换2.1.1 电阻的串联电阻的串联特点特点特点特点: :1)1)各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串
4、联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：R R = =R R1 1+ +R R2 23)3)等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；4)4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。R R1 1U U1 1U UR R2 2U U2 2I I+ + + + + R RU UI I+ + 2)2)各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；应用：应用：应用：应用：降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电
5、压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。2.1.2 电阻的并联电阻的并联两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：(3)(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；(4)(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。特点特点特点特点: :(1)(1)各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结
6、点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；R RU UI I+ + I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+ + (2)(2)各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；应用：应用：应用：应用：分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。2.2 电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换2.2.1 电压源电压源 电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得: : U U = = E IR E IR0 0 若若若若 R R0 0 = 0= 0理
7、想电压源理想电压源理想电压源理想电压源 : : U U E EU U0 0= =E E 电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性I IU UI IR RL LR R0 0+ +- -E EU U+ + 电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势 E E和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串联的电源的串联的电源的串联的电源的串联的电源的电路模型。电路模型。电路模型。电路模型。 若若若若 R R0 0 R RL L ，I I I IS S ，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。电流源电流源电
8、流源模型电流源模型电流源模型电流源模型R R0 0U UR R0 0U UI IS S+ +理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源) ) ) )例例例例1 1：(2) (2) 输出电输出电输出电输出电流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流 I IS S ；(3) (3) 恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压 U U 由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。特点特点特点特点: : : : (1) (1) 内阻内阻内阻内阻R R0 0 = = ；设设 IS = 10 A，
9、接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL当当当当 R RL L= 1 = 1 时，时，时，时， I I = 10A = 10A ，U U = 10 V = 10 V当当当当 R RL L = 10 = 10 时，时，时，时， I I = 10A = 10A ，U U = 100V= 100V外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线 IUISOIISU+_电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。2.2.3 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换由图由图由图由图a a： U U = = E E I
10、RIR0 0由图由图由图由图b b： U U = = I IS SR R0 0 IRIR0 0I IR RL LR R0 0+ + E EU U+ + 电压源电压源电压源电压源等效变换条件等效变换条件等效变换条件等效变换条件: :E E = = I IS SR R0 0R RL LR R0 0U UR R0 0U UI IS SI I+ + 电流源电流源电流源电流源 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。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。理想电压源与理想电流源之间无等
11、效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。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，电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，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。对电源内部则是不等效的。对电源内部则是不等效的。对电源内部则是不等效的。 注意事项：注意事项：例：当例：当例：当例：当R RL L= = 时，时，时，时，电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻 R R0 0 中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率， 而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的
12、内阻 R R0 0 中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。 任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势 E E 和某个电阻和某个电阻和某个电阻和某个电阻 R R 串联的电路，串联的电路，串联的电路，串联的电路， 都可化为一个电流为都可化为一个电流为都可化为一个电流为都可化为一个电流为 I IS S 和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。R R0 0+ + E Ea ab bI IS SR R0 0a ab bR R0 0 + +E Ea ab bI IS SR R0 0a ab b2.3 叠加原理叠加原理 叠加原
13、理：叠加原理：叠加原理：叠加原理：对于对于对于对于线性电路线性电路线性电路线性电路，任何一条支路的电流，任何一条支路的电流，任何一条支路的电流，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。原电路原电路原电路原电路+ + E ER R1 1R R2 2(a)(a)I
14、 IS SI I1 1I I2 2I IS S单独作用单独作用单独作用单独作用R R1 1R R2 2(c)(c)I I1 1 I I2 2 + +I IS SE E 单独作用单独作用单独作用单独作用= =+ + E ER R1 1R R2 2(b)(b)I I1 1 I I2 2 叠加原理叠加原理叠加原理叠加原理由图由图由图由图 (c)(c)，当，当，当，当 I IS S 单独作用时单独作用时单独作用时单独作用时同理同理同理同理： I I2 2 = = I I2 2 + + I I2 2 由图由图由图由图 (b)(b)，当，当，当，当E E 单独作用时单独作用时单独作用时单独作用时原电路原电
15、路原电路原电路+ + E ER R1 1R R2 2(a)(a)I IS SI I1 1I I2 2I IS S单独作用单独作用单独作用单独作用R R1 1R R2 2(c)(c)I I1 1 I I2 2 + +I IS SE E 单独作用单独作用单独作用单独作用= =+ + E ER R1 1R R2 2(b)(b)I I1 1 I I2 2 根据叠加原理根据叠加原理根据叠加原理根据叠加原理解方程得解方程得解方程得解方程得: :用支路电流法证明：用支路电流法证明：用支路电流法证明：用支路电流法证明：原电路原电路原电路原电路+ + E ER R1 1R R2 2(a)(a)I IS SI I
16、1 1I I2 2列方程列方程列方程列方程: :I I1 1 I I1 1 I I2 2 I I2 2 叠加原理叠加原理叠加原理叠加原理只适用于线性电路只适用于线性电路只适用于线性电路只适用于线性电路。 不作用电源不作用电源不作用电源不作用电源的处理：的处理：的处理：的处理： E E = 0= 0，即将即将即将即将E E 短路短路短路短路； I Is s=0=0，即将即将即将即将 I Is s 开路开路开路开路 。 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算， 但但但但功率功率功
17、率功率P P不能用叠加原理计算不能用叠加原理计算不能用叠加原理计算不能用叠加原理计算。例：。例：。例：。例： 注意事项：注意事项：注意事项：注意事项： 应用叠加原理时可把电源分组求解应用叠加原理时可把电源分组求解应用叠加原理时可把电源分组求解应用叠加原理时可把电源分组求解 ，即每个分电路，即每个分电路，即每个分电路，即每个分电路 中的电源个数可以多于一个。中的电源个数可以多于一个。中的电源个数可以多于一个。中的电源个数可以多于一个。 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。
18、若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方 向向向向相反相反相反相反时，叠加时相应项前要时，叠加时相应项前要时，叠加时相应项前要时，叠加时相应项前要带负号带负号带负号带负号。例例例例1 1： 电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知 E =E =10V10V、I IS S=1A =1A ，R R1 1= =1010 R R2 2= R= R3 3= = 5 5 ，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过 R
19、R2 2的电流的电流的电流的电流 I I2 2和理想电流源和理想电流源和理想电流源和理想电流源 I IS S 两端的电压两端的电压两端的电压两端的电压 U US S。 (b) (b) E E单独作用单独作用单独作用单独作用 将将将将 I IS S 断开断开断开断开(c) (c) I IS S单独作用单独作用单独作用单独作用 将将将将 E E 短接短接短接短接解：由图解：由图解：由图解：由图( b) ( b) (a)(a)+ + E ER R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2+ + U US S+ + E ER R3 3R R2 2R R1 1I I2 2 + + U US
20、S R R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2 + + U US S 例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知 E =E =10V10V、I IS S=1A =1A ，R R1 1= =1010 R R2 2= R= R3 3= = 5 5 ，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过 R R2 2的电流的电流的电流的电流 I I2 2 和理想电流源和理想电流源和理想电流源和理想电流源 I IS S 两端的电压两端的电压两端的电压两端的电压 U US S。 (b) (b) E E单独作用单独作用单独作用单独作
21、用(c) (c) I IS S单独作用单独作用单独作用单独作用(a)(a)+ + E ER R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2+ + U US S+ + E ER R3 3R R2 2R R1 1I I2 2 + + U US S R R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2 + + U US S 解：由图解：由图解：由图解：由图(c) (c) 齐性定理齐性定理 只有一个电源作用的线性电路中，各支路的电压或只有一个电源作用的线性电路中，各支路的电压或只有一个电源作用的线性电路中，各支路的电压或只有一个电源作用的线性电路中，各支路的电压或电流和电源成正比。电
22、流和电源成正比。电流和电源成正比。电流和电源成正比。如图：如图：如图：如图：若若 E1 增加增加 n 倍，各电流也会增加倍，各电流也会增加 n 倍。倍。 可见：可见：R2+ E1R3I2I3R1I12.4 戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理 二端网络的概念：二端网络的概念：二端网络的概念：二端网络的概念： 二端网络：二端网络：二端网络：二端网络：具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络：无源二端网络：无源二端网络：无源二端网络：二端网络中没有电源。二端网络中没有电源。二端网络中没有电源。二端网络中没有电源。 有
23、源二端网络：有源二端网络：有源二端网络：有源二端网络：二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。b ba aE E+ + R R1 1R R2 2I IS SR R3 3b ba aE E+ + R R1 1R R2 2I IS SR R3 3R R4 4无源二端网络无源二端网络无源二端网络无源二端网络 有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络 a ab bR Ra ab b无源无源无源无源二端二端二端二端网络网络网络网络+ +_ _E ER R0 0a ab b 电压源电压源电压源电压源（戴维宁定理）（戴维宁定理）（戴维宁定理）（戴维宁定理） 电
24、流源电流源电流源电流源（诺顿定理）（诺顿定理）（诺顿定理）（诺顿定理）a ab b有源有源有源有源二端二端二端二端网络网络网络网络a ab bI IS SR R0 0无源二端网络可无源二端网络可无源二端网络可无源二端网络可化简为一个电阻化简为一个电阻化简为一个电阻化简为一个电阻有源二端网络可有源二端网络可有源二端网络可有源二端网络可化简为一个电源化简为一个电源化简为一个电源化简为一个电源2.4.1 戴维宁定理戴维宁定理 任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端线性线性线性线性网络都可以用一个电动势网络都可以用一个电动势网络都可以用一个电动势网络都可以用一个电动势为为为为
25、E E的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻 R R0 0 串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。 有源有源有源有源二端二端二端二端网络网络网络网络R RL La ab b+ +U U I IE ER R0 0+ +_ _R RL La ab b+ +U U I I 等效电源的内阻等效电源的内阻等效电源的内阻等效电源的内阻R R0 0等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流
26、源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络 a a 、b b两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。 等效电源的电动势等效电源的电动势等效电源的电动势等效电源的电动势E E 就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电压压压压U U0 0，即将即将即将即将负载断开后负载断开后负载断开后负载断开后 a a 、b b两端之间的电压两端之间的电压两端之间的电压两端之间的电压。等效电
27、源等效电源等效电源等效电源例例例例1 1： 电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E1 1=40V=40V，E E2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ， R R3 3=13 =13 ，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E E2 2I I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + E ER R0 0+ +_ _R R3 3a ab bI I3 3a ab b注意：注意：注意：注意：“ “等效等效等效等效” ”是指对端口外等效是指对端
28、口外等效是指对端口外等效是指对端口外等效 即用等效电源替代原来的二端网络后，待求即用等效电源替代原来的二端网络后，待求即用等效电源替代原来的二端网络后，待求即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。支路的电压、电流不变。支路的电压、电流不变。支路的电压、电流不变。有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络等效电源等效电源等效电源等效电源解：解：解：解：(1) (1) 断开待求支路求等效电源的电动势断开待求支路求等效电源的电动势断开待求支路求等效电源的电动势断开待求支路求等效电源的电动势 E E例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E
29、1 1=40V=40V，E E2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ， R R3 3=13 =13 ，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E E2 2I I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + a ab bR R2 2E E1 1I IE E2 2+ + R R1 1+ + a ab b+ +U U0 0 E E 也可用结点电压法、叠加原理等其它方法求。也可用结点电压法、叠加原理等其它方法求。也可用结点电压法、叠加原理等其它方法求。也可用结点电压法、
30、叠加原理等其它方法求。E E = = U U0 0= = E E2 2 + I + I R R2 2 = 20V +2.5 = 20V +2.5 4 4 V= 30VV= 30V或：或：或：或：E E = = U U0 0 = = E E1 1 I I R R1 1 = 40V 2.5 = 40V 2.5 4 4 V V = 30V= 30V解：解：解：解：(2) (2) 求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源的内阻R R0 0 除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）除去所有
31、电源（理想电压源短路，理想电流源开路）例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E1 1=40V=40V，E E2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ， R R3 3=13 =13 ，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E E2 2I I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + a ab bR R2 2R R1 1a ab bR R0 0从从从从a a、b b两端看进去，两端看进去，两端看进去，两端看进去， R R1 1
32、 和和和和 R R2 2 并联并联并联并联 求内阻求内阻求内阻求内阻R R0 0时，关键要弄清从时，关键要弄清从时，关键要弄清从时，关键要弄清从a a、b b两端看进去时两端看进去时两端看进去时两端看进去时各电阻之间的串并联关系。各电阻之间的串并联关系。各电阻之间的串并联关系。各电阻之间的串并联关系。解：解：解：解：(3) (3) 画出等效电路求电流画出等效电路求电流画出等效电路求电流画出等效电路求电流I I3 3例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知E E1 1=40V=40V，E E2 2=20V=20V，R R1 1= =R R2 2=4=4 ， R R
33、3 3=13 =13 ，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流，试用戴维宁定理求电流I I3 3。E E1 1I I1 1E E2 2I I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+ + R R1 1+ + a ab bE ER R0 0+ +_ _R R3 3a ab bI I3 3例例2：已知：已知：已知：已知：R R1 1=5 =5 、 R R2 2=5 =5 R R3 3=10 =10 、 R R4 4=5 =5 E E=12V=12V、R RGG=10 =10 试用戴维宁定理求检流计试用戴维宁定理求检流计试用戴维宁定理求检流计试用戴维宁定理求检流计中的电流
34、中的电流中的电流中的电流I IGG。有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络E E + +GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I IGGR RGGa ab bE E + +GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I IGGR RGG解解解解: (1) : (1) 求开路电压求开路电压求开路电压求开路电压U0E EU U0 0+ + a ab b + +R R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I1 1I I2 2E E = = U Uo o = = I I1 1 R R2 2 I I2 2 R R4 4 = 1.2 = 1.2 5V0.8 5V0.
35、8 5 V 5 V = 2V= 2V或：或：或：或：E E = = U Uo o = = I I2 2 R R3 3 I I1 1R R1 1 = 0.8 = 0.8 10V1.2 10V1.2 5 5 V V = 2V= 2V(2) (2) 求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源的内阻 R R0 0R0abR3R4R1R2从从从从a a、b b看进去，看进去，看进去，看进去，R R1 1 和和和和R R2 2 并联，并联，并联，并联，R R3 3 和和和和 R R4 4 并联，然后再串联。并联，然后再串联。并联，然后再串联。并联，然后再串联。解：解：解：解：(3) (3)
36、 画出等效电路求检流计中的电流画出等效电路求检流计中的电流画出等效电路求检流计中的电流画出等效电路求检流计中的电流 I IGGEER R0 0+ +_ _R RGGa ab bI IGGa ab bE E + +GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I IGGR RGG2.4.2 诺顿定理诺顿定理 任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端任何一个有源二端线性线性线性线性网络都可以用一个电流为网络都可以用一个电流为网络都可以用一个电流为网络都可以用一个电流为I IS S的理想电流源和内阻的理想电流源和内阻的理想电流源和内阻的理想电流源和内阻 R R0 0 并联的电源来等效代
37、替。并联的电源来等效代替。并联的电源来等效代替。并联的电源来等效代替。 等效电源的内阻等效电源的内阻等效电源的内阻等效电源的内阻R R0 0等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络得到的无源二端网络 a a 、b b两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。 等效电源
38、的电流等效电源的电流等效电源的电流等效电源的电流 I IS S 就是有源二端网络的短路电流，就是有源二端网络的短路电流，就是有源二端网络的短路电流，就是有源二端网络的短路电流，即将即将即将即将 a a 、b b两端短接后其中的电流两端短接后其中的电流两端短接后其中的电流两端短接后其中的电流。等效电源等效电源等效电源等效电源R R0 0R RL La ab b+ +U U I II IS S有源有源有源有源二端二端二端二端网络网络网络网络R RL La ab b+ +U U I I例例1：已知：已知：已知：已知：R R1 1=5 =5 、 R R2 2=5 =5 R R3 3=10 =10 、
39、R R4 4=5 =5 E E=12V=12V、R RGG=10 =10 试用诺顿定理求检流计中试用诺顿定理求检流计中试用诺顿定理求检流计中试用诺顿定理求检流计中的电流的电流的电流的电流I IGG。有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络E E + +GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I IGGR RGGa ab bE E + +GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I IGGR RGG解解解解: : (1) (1) 求短路电流求短路电流求短路电流求短路电流ISR R =(=(R R1 1/ /R R3 3) ) +( +( R R2 2/ /R R4
40、4 ) ) = 5. 8 = 5. 8 因因因因 a a、b b两点短接，所以对两点短接，所以对两点短接，所以对两点短接，所以对电源电源电源电源 E E 而言，而言，而言，而言，R R1 1 和和和和R R3 3 并联，并联，并联，并联，R R2 2 和和和和 R R4 4 并联，然后再串联。并联，然后再串联。并联，然后再串联。并联，然后再串联。E Ea ab b + +R R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I1 1I I4 4ISI I3 3I I2 2I I IS S = = I I1 1 I I2 2 =1. 38 A=1. 38 A 1.035A=0. 345A1.035
41、A=0. 345A或：或：或：或：I IS S = = I I4 4 I I3 3(2) (2) 求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源的内阻 R R0 0R R0 0a ab bR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2 R R0 0 =(=(R R1 1/ /R R2 2) ) +( +( R R3 3/ /R R4 4 ) ) = 5. 8 = 5. 8 (3) (3) 画出等效电路求检流计中的电流画出等效电路求检流计中的电流画出等效电路求检流计中的电流画出等效电路求检流计中的电流 I IGGR R0 0a ab bI IS SR RGGI IGG2.5 受控源
42、电路的分析受控源电路的分析独立电源：独立电源：独立电源：独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受指电压源的电压或电流源的电流不受指电压源的电压或电流源的电流不受指电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。受控源的特点：受控源的特点：受控源的特点：受控源的特点：当控制电压或电流消失或等于零时，当控制电压或电流消失或等于零时，当控制电压或电流消失或等于零时，当控制电压或电流消失或等于零时， 受控源的电压或电流也将为零。受控源的电压或电流也将为零。受控源的电压或电流也将为零。受控源的电压或
43、电流也将为零。受控电源：受控电源：受控电源：受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中指电压源的电压或电流源的电流受电路中指电压源的电压或电流源的电流受电路中指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。 对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的电路分析方法进行分析和计算电路分析方法进行分析和计算电路分析方法进行分析和计算电路分析方法进行分析和计算 ，但
44、要考虑受控的，但要考虑受控的，但要考虑受控的，但要考虑受控的特性。特性。特性。特性。 应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。 U U1 1+ +_ _U U1 1U U2 2I I2 2I I1 1=0=0(a)VCVS(a)VCVS+ +- -+ +- - I I1 1(b)CCVS(b)CCVS+ +_ _U U1 1=0=0U U2 2I I2 2I I1 1+ +- -+ +- -四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型(c) VCCS(c) VCCSg gU U1
45、 1U U1 1U U2 2I I2 2I I1 1=0=0+ +-+ +-(d) CCCS(d) CCCS I I1 1U U1 1=0=0U U2 2I I2 2I I1 1+ +-+ +-电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源1. 1. 非线性电阻的概念非线性电阻的概念非线性电阻的概念非线性电阻的概念线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端
46、的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。 线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。U UI IO O2.6 非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析非线性电阻：非线性电阻：非线性电阻：非线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。 非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。U UI IO O线性电阻的线性电阻的线性电阻的线性电阻的伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性半导体二极
47、管的半导体二极管的半导体二极管的半导体二极管的伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性非线性电阻元件的电阻表示方法非线性电阻元件的电阻表示方法非线性电阻元件的电阻表示方法非线性电阻元件的电阻表示方法静态电阻静态电阻静态电阻静态电阻（直流电阻）：（直流电阻）：（直流电阻）：（直流电阻）：动态电阻（交流电阻）动态电阻（交流电阻）动态电阻（交流电阻）动态电阻（交流电阻）Q Q电路符号电路符号电路符号电路符号 静态电阻与动态电阻的图解静态电阻与动态电阻的图解静态电阻与动态电阻的图解静态电阻与动态电阻的图解I IU UO OU UI I I I U UR R等于工作点等于工作点等于工作点等于工作点 Q Q 的电
48、压的电压的电压的电压 U U 与电流与电流与电流与电流 I I 之比之比之比之比 等于工作点等于工作点等于工作点等于工作点 Q Q 附近电压、附近电压、附近电压、附近电压、电流微变量之比的极限电流微变量之比的极限电流微变量之比的极限电流微变量之比的极限 2.7 正弦电压与电流正弦电压与电流正弦量：正弦量：正弦量：正弦量： 随时间按正弦规律做周期变化的量。随时间按正弦规律做周期变化的量。随时间按正弦规律做周期变化的量。随时间按正弦规律做周期变化的量。Ru+ +_ _ _ _ _ _i iu u+_正弦交流电的优越性：正弦交流电的优越性：正弦交流电的优越性：正弦交流电的优越性： 便于传输；易于变换
49、便于传输；易于变换便于传输；易于变换便于传输；易于变换 便于运算；便于运算；便于运算；便于运算； 有利于电器设备的运行；有利于电器设备的运行；有利于电器设备的运行；有利于电器设备的运行； . . . . . . . . .正半周正半周正半周正半周负半周负半周负半周负半周Ru+ +_ _2.7 正弦电压与电流正弦电压与电流设正弦交流电流：设正弦交流电流：设正弦交流电流：设正弦交流电流：角频率：角频率：角频率：角频率：决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢幅值：幅值：幅值：幅值：决定正弦量的大小决定正弦量的大小决定正弦量的大小决定正弦量的大小 幅值、角频率、初相角
50、幅值、角频率、初相角幅值、角频率、初相角幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。成为正弦量的三要素。成为正弦量的三要素。成为正弦量的三要素。初相角：初相角：初相角：初相角：决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置 I Im m 2 TiO2.7.1 频率与周期频率与周期周期周期周期周期T T：变化一周所需的时间变化一周所需的时间变化一周所需的时间变化一周所需的时间 （s s）角频率：角频率：角频率：角频率：（rad/srad/s）频率频率频率频率f f：（HzHz）T T* * 无线通信频率：无线通信频率：无线通信频率：无线通信频率： 30 kHz 330 kH
51、z 30 0 0 0GMHzGMHz* * 电网频率：电网频率：电网频率：电网频率：我国我国我国我国 50 Hz50 Hz ，美国，美国，美国，美国 、日本、日本、日本、日本 60 Hz60 Hz* * 高频炉频率：高频炉频率：高频炉频率：高频炉频率：200 300 kHZ200 300 kHZ* * 中频炉频率：中频炉频率：中频炉频率：中频炉频率：500 8000 Hz500 8000 Hzi iO2.7.2 幅值与有效值幅值与有效值有效值：有效值：与交流热效应相等的直流定义为交流与交流热效应相等的直流定义为交流电的有效值。电的有效值。幅值：幅值：Im、Um、Em则有则有交流交流交流交流直流
52、直流直流直流幅值必须大写幅值必须大写幅值必须大写幅值必须大写, ,下标加下标加下标加下标加 mm。同理：同理：有效值必有效值必有效值必有效值必须大写须大写须大写须大写 给出了观察正弦波的起点或参考点给出了观察正弦波的起点或参考点给出了观察正弦波的起点或参考点给出了观察正弦波的起点或参考点。 :2.7.3初相位与相位差初相位与相位差 相位：相位：相位：相位： 注意：注意：注意：注意：交流电压、电流表测量数据为有效值交流电压、电流表测量数据为有效值交流电压、电流表测量数据为有效值交流电压、电流表测量数据为有效值交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值初相位：初相
53、位：初相位：初相位： 表示正弦量在表示正弦量在表示正弦量在表示正弦量在 t t =0=0时的相角。时的相角。时的相角。时的相角。 反映正弦量变化的进程。反映正弦量变化的进程。反映正弦量变化的进程。反映正弦量变化的进程。iO如：如：若若电压超前电压超前电压超前电压超前电流电流电流电流 两两两两同频率同频率同频率同频率的正弦量之间的初相位之差。的正弦量之间的初相位之差。的正弦量之间的初相位之差。的正弦量之间的初相位之差。2.7.3 相位差相位差 ：uiu i tO电流超前电压电流超前电压电流超前电压电流超前电压电压与电流电压与电流电压与电流电压与电流同相同相同相同相 电流超前电压电流超前电压电流超
54、前电压电流超前电压 电压与电流反相电压与电流反相电压与电流反相电压与电流反相uitui Ouitui90OuituiOtuiuiO 不同频率的正弦量比较无意义。不同频率的正弦量比较无意义。 两同频率的正弦量之间的相位差为常数，两同频率的正弦量之间的相位差为常数， 与计时的选择起点无关。与计时的选择起点无关。注意注意注意注意: : tO2.8 正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法瞬时值表达式瞬时值表达式前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。波形图波形图 . .正弦量的表示方法正弦量的
55、表示方法正弦量的表示方法正弦量的表示方法重点重点重点重点必须必须必须必须小写小写小写小写相量相量uO2.2.2.2.正弦量用旋转有向线段表示正弦量用旋转有向线段表示正弦量用旋转有向线段表示正弦量用旋转有向线段表示设正弦量设正弦量:若若: :有向线段长度有向线段长度 = 有向线段以速度有向线段以速度 按逆时针方向旋转按逆时针方向旋转则则: :该旋转有向线段每一瞬时在纵轴上的投影即表示相该旋转有向线段每一瞬时在纵轴上的投影即表示相应时刻正弦量的瞬时值。应时刻正弦量的瞬时值。有向线段与横轴夹角有向线段与横轴夹角 = 初相位初相位u0xyOO+j+1Abar03. 3. 正弦量的相量表示正弦量的相量表
56、示正弦量的相量表示正弦量的相量表示复数表示形式复数表示形式设设A为复数为复数:(1) (1) 代数式代数式代数式代数式A =a + jb复数的模复数的模复数的辐角复数的辐角实质：用复数表示正弦量实质：用复数表示正弦量实质：用复数表示正弦量实质：用复数表示正弦量式中式中:(2) (2) 三角式三角式三角式三角式由欧拉公式由欧拉公式:(3) (3) 指数式指数式指数式指数式 可得可得: 设正弦量设正弦量:相量相量: 表示正弦量的复数称相量表示正弦量的复数称相量电压的有效值相量电压的有效值相量电压的有效值相量电压的有效值相量(4) (4) 极坐标极坐标极坐标极坐标式式式式相量表示相量表示相量表示相量
57、表示: :相量的模相量的模相量的模相量的模= =正弦量的有效值正弦量的有效值正弦量的有效值正弦量的有效值 相量辐角相量辐角相量辐角相量辐角= =正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角电压的幅值相量电压的幅值相量电压的幅值相量电压的幅值相量相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意注意注意注意: :？=只有正弦量才能用相量表示，只有正弦量才能用相量表示，只有正弦量才能用相量表示，只有正弦量才能用相量表示， 非正弦量不能用相量表示。非正弦量不能用相量表示。只有只有同频率同频率
58、的正弦量才能画在同一相量图上。的正弦量才能画在同一相量图上。 相量的模相量的模相量的模相量的模= =正弦量的最大值正弦量的最大值正弦量的最大值正弦量的最大值 相量辐角相量辐角相量辐角相量辐角= =正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角或：或：相量的书写方式相量的书写方式相量的书写方式相量的书写方式 模模用最大值表示用最大值表示 ，则用符号：，则用符号：相量的两种表示形式相量的两种表示形式相量的两种表示形式相量的两种表示形式 相量图相量图: 把相量表示在复平面的图形把相量表示在复平面的图形 实际应用中，模多采用有效值，符号：实际应用中，模多采用有效值，符号：可不画坐标轴可不画坐标轴可不画坐标轴可不画坐标轴如：已知如：已知则则或或相量式相量式:旋转旋转9090 因子：因子：“ “j j j j” ”的数学意义和物理意义的数学意义和物理意义的数学意义和物理意义的数学意义和物理意义设相量设相量设相量设相量+1+jo 相量相量 乘以乘以 ， 将逆时针旋转将逆时针旋转90度，得到度，得到相量相量 乘以乘以 ， 将顺时针旋转将顺时针旋转 90度度，得到，得到
