《电路的分析方法》PPT课件.ppt

Design By CYQ,Electronical Engineering,第二章 电路的分析方法,支路电流法 叠加原理 网络的化简 戴维南及诺顿等效网络定理,*结点电压法 *含受控源电路的分析 非线性电阻电路,Design By CYQ,Electronical Engineering,2.1 支路电流法,支路电流法的解题步骤 分析电路中的结点数n和支路数m，并设定各支路电流参考方向 根据KCL列出n1个结点电流方程 根据KVL列出m(n1)个独立的回路电压方程 联立m个方程，求解得出各支路电流,Design By CYQ,Electronical Engineering,支路电流法例题1,求右图所示电路各支路电流 分析 结点数为4，结点电流独立方程数为3 支路数为6，独立回路电压方程数为3 各支路电流参考方向如图所示,Design By CYQ,Electronical Engineering,支路电流法例题1,应用KCL列出结点电流方程 A点：I1+I2+I3=0 B点： I1=I4+I6 C点： I2+I4=I5 D点： I3+I5+I6=0 将上述四个方程去掉任何一个即得独立的结点电流方程,Design By CYQ,Electronical Engineering,支路电流法例题1,应用KVL列出回路电压方程 回路： I1R1+I4R4I2R2U1=0 回路： I2R2+I5R5I3R3U2=0 回路： I6R6I5R5I4R4=0,Design By CYQ,Electronical Engineering,支路电流法例题1,联立方程 I1+I2+I3=0 I1=I4+I6 I2+I4=I5 I1R1+I4R4I2R2U1=0 I2R2+I5R5I3R3U2=0 I6R6I5R5I4R4=0,Design By CYQ,Electronical Engineering,支路电流法例题2,右图所示电路中，已知Us15V，Is10A，R1=R2=R=1,求各支路电流I1、I2和I,Design By CYQ,Electronical Engineering,支路电流法例题2,分析 结点数2个，结点电流方程数为1个 支路数3个，回路电压独立方程数为2个 结点电流参考方向及回路循行方向如图所示,Design By CYQ,Electronical Engineering,支路电流法例题2,应用KCL和KVL得 I1+I2=I I1R1+IRUs=0 I2R2+UIR=0 根据电流源特性可得 I1+I2=I I1R1+IRUs=0 I2=Is,Design By CYQ,Electronical Engineering,1.2 叠加定理,线性系统及其性质 齐次性：若线性系统的输入为x，相应的输出为y；当输入为Kx时，输出则为Ky 可加性：系统单独输入x1时输出为y1；单独输入x2时输出为y2；若输入为x1x2时，则相应的输出为y1y2,Design By CYQ,Electronical Engineering,叠加定理,叠加定理 在线性电路中，如果有多个独立源同时作用，根据可加性，它们在任一支路中产生的电流（或电压）等于各个独立源单独作用时在该支路所产生的电流（或电压）的代数和,Design By CYQ,Electronical Engineering,叠加定理的“除源”,“除源”的含义 当某个独立源单独作用于电路时，其他独立源应该从电路中除去 “除源”的方法 电压源电压Us0，即电压源“短路” 电流源电流Is0，即电流源“开路”,Design By CYQ,Electronical Engineering,叠加定理例题,左图所示电路中，已知Us15V，Is10A，R1=R2=R=1,求各支路电流I1、I2和I,Design By CYQ,Electronical Engineering,叠加定理例题,单独考虑电压源Us，则应使电流源“开路” I21=0 I11=I01=Us/(R+R1),Design By CYQ,Electronical Engineering,叠加定理例题,单独考虑电流源Is，则应使电压源“短路” I22=Is I12=IsR/(R+R1) I02=IsR1/(R+R1),Design By CYQ,Electronical Engineering,叠加定理例题,根据叠加原理 I1=I11+I12 =Us/(R+R1) IsR/(R+R1) I2=I21+I22 =0+Is I=I01+I02 =Us/(R+R1) + IsR1/(R+R1),Design By CYQ,Electronical Engineering,2.3 网络的化简,二端线性电阻网络的等效化简 利用等势点简化连接形式求等效电阻 利用加压求流的方法求等效电阻,Design By CYQ,Electronical Engineering,加压求流法示例,Design By CYQ,Electronical Engineering,利用“电源互换原理”化简有源二端线性网络,Design By CYQ,Electronical Engineering,“电源互换原理”解题示例,利用电源互换原理化简并求解电流I,Design By CYQ,Electronical Engineering,“电源互换原理”解题示例,Design By CYQ,Electronical Engineering,“电源互换原理”解题示例,Design By CYQ,Electronical Engineering,“电源互换原理”解题示例,Design By CYQ,Electronical Engineering,“电源互换原理”解题示例,Design By CYQ,Electronical Engineering,2.4 戴维南及诺顿等效网络定理,戴维南定理 对任一有源二端线性网络，均可用一电压源与一电阻串联的组合模型等效代替 电压源的源电压US为有源二端线性网络的开路电压UOC，电阻RS为有源二端线性网络除源后的等效电阻R0,Design By CYQ,Electronical Engineering,戴维南定理解题步骤,戴维南定理解题步骤 首先将欲求支路或包含欲求支路的部分电路从电路中分离出去，对剩余有源二端线性网络求开路电压UOC 将有源二端线性网络除源，求其等效电阻R0 画出戴维南等效电路，接入分离出去的支路或部分电路，求出待求量,Design By CYQ,Electronical Engineering,戴维南定理解题示例,求如图R支路的电流I,Design By CYQ,Electronical Engineering,戴维南定理解题示例,断开R，求UOC 由如图循行方向，利用KVL有： I1R1+UOCUS=0 I1= IS 解得UOC=US+ISR1,Design By CYQ,Electronical Engineering,戴维南定理解题示例,电路除源，求R0 由如图箭头方向，利用二端电阻网络的简化方法有： R0=R1,Design By CYQ,Electronical Engineering,戴维南定理解题示例,画出戴维南等效电路 根据US UOC， RS R0作出等效电路 接入R支路 由图解得I=UOC/(R0+R),Design By CYQ,Electronical Engineering,诺顿定理,诺顿定理 对任一有源二端线性网络，均可用一电流源与一电阻并联的组合模型等效代替 电压源的源电压IS为有源二端线性网络的短路电流ISC，电阻RS为有源二端线性网络除源后的等效电阻R0,Design By CYQ,Electronical Engineering,诺顿定理解题步骤,诺顿定理解题步骤 首先将欲求支路或包含欲求支路的部分电路从电路中分离出去，对剩余有源二端线性网络求短路电流ISC 将有源二端线性网络除源，求其等效电阻R0 画出诺顿等效电路，接入分离出去的支路或部分电路，求出待求量,Design By CYQ,Electronical Engineering,诺顿定理解题示例,求如图R支路的电流I,Design By CYQ,Electronical Engineering,诺顿定理解题示例,将R短接，求ISC 由如图循行方向，利用KVL和KCL有： I1=US/R1 ISC = I1+ IS 解得ISC = US/R1+ IS,Design By CYQ,Electronical Engineering,诺顿定理解题示例,电路除源，求R0 由如图箭头方向，利用二端电阻网络的简化方法有： R0=R1,Design By CYQ,Electronical Engineering,诺顿定理解题示例,画出诺顿等效电路 根据IS ISC， RS R0作出等效电路 接入R支路 由图解得I=ISCR0/(R0+R),Design By CYQ,Electronical Engineering,戴维南及诺顿等效网络的实验测定法,Design By CYQ,Electronical Engineering,2.7 非线性电阻电路,非线性电阻元件 指阻值不为常数的电阻元件 非线性电阻元件的图形符号 非线性电阻元件的伏安特性曲线,Design By CYQ,Electronical Engineering,静态电阻和动态电阻,静态电阻RQ 定义：伏安特性曲线上任一点所对应的电压和电流的比值称为该点的静态电阻 表达式：RQ=UQ/IQ 动态电阻rQ 定义：伏安特性曲线上Q点处，电压的微变量U和电流的微变量I的比值称为Q点的动态电阻 表达式：rQ=U/I=du/di|Q,Design By CYQ,Electronical Engineering,图解法求解非线性电阻电路示例,如图电路所示，求二极管的电流ID及其端电压UD，并求二极管的静态电阻和动态电阻,Design By CYQ,Electronical Engineering,图解法求解非线性电阻电路示例,分析 包含非线性器件的电路整体只能采用KCL和KVL列出相关方程，因此在分析时通常先将电路分为线性和非线性两部分,Design By CYQ,Electronical Engineering,图解法求解非线性电阻电路示例,对线性部分采用戴维南定理进行等效变换 采用叠加定理：UOC=USR2/(R1+R2)+ISR1R2/(R1+R2) 对电路除源：R0=R1/R2+R3=R3+R1R2/(R1+R2),Design By CYQ,Electronical Engineering,图解法求解非线性电阻电路示例,利用图解法对等效电路求解 应用KVL列回路方程：UD=UOCR0ID 在特性曲线中作方程对应的直线，求交点Q(UQ,IQ) UD=UQ,ID=IQ,Design By CYQ,Electronic