电路第二章高等教育出版社.ppt

第一章内容总结,三大基本概念,两类约束,VCR,线性电阻电路的分析：,仅由线性电阻、独立源和线性受控源构成的电路，称为线性电阻电路。,电阻电路,第二章 电阻电路的等效变换 第三章 电阻电路的一般分析 第四章 电路定理,第2章 电阻电路的等效变换,2-1 引言 2-2 电路的等效变换 2-3 电阻的串联和并联 2-4 电阻的Y形连接和形连接的等效变换 2-5 电压源和电流源的串联和并联 2-6 实际电源的两种模型及其等效变换 2-7 输入电阻,完整电路的一部分，有N个端子与外电路相连,一、电路等效的概念,1. N端电路（网络）,i入 = i出,对二端电路（网络），有：,一端口,二端网络必为一端口网络,无（不含）源一端口网络：,2. N端电路等效的概念,若用N端电路C代替N端电路B后，未被代替部分A中的任何电压、电流均保持不变，则称两个N端电路B与C等效。,3. N端电路等效的条件,对应端子上的电压、电流关系相同,一端口网络的等效条件：端口VCR相同,4. 电路的等效变换,为了化简电路，把一个完整的电路看成两部分，其中一部分电路待求，将另一部分电路用一个与之等效的简单电路（不唯一，常取最简等效电路）代替，再来求待求电路中的电压、电流。,（1） 电路特点,1. 电阻串联,(a) 各电阻顺序连接，流过同一电流 (KCL)；,(b) 总电压等于各串联电阻的电压之和 (KVL)。,二、电阻的串联、并联和串并联,由欧姆定律，有：,结论：,串联电路的总电阻等于各分电阻之和。,(2) 等效电阻,(3) 串联电阻的分压,说明电压与电阻成正比，因此串联电阻电路可作分压电路,注意方向 !,两个电阻的分压：,(4) 功率,p1=R1i2， p2=R2i2， pn=Rni2,p1: p2 : : pn= R1 : R2 : :Rn,总功率 p=Reqi2 = (R1+ R2+ +Rn ) i2 =R1i2+R2i2+ +Rni2 =p1+ p2+ pn,（1） 电阻串联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成正比 （2） 等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总和,表明,2.电阻并联,(1)电路特点,(a) 各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压 (KVL)；,(b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和 (KCL)。,i = i1+ i2+ + ik+ +in,由KCL:,i = i1+ i2+ + ik+ +in,=u/R1 +u/R2 + +u/Rn=u(1/R1+1/R2+1/Rn)=uGeq,(2) 等效电阻,等效电导等于并联的各电导之和,（3）电流分配,对于两电阻并联，有：,电流分配与电导成正比,注意方向 !,（4） 功率,p1=G1u2， p2=G2u2， pn=Gnu2,p1: p2 : : pn= G1 : G2 : :Gn,总功率 p=Gequ2 = (G1+ G2+ +Gn ) u2 =G1u2+G2u2+ +Gnu2 =p1+ p2+ pn,（1） 电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比 （2） 等效电阻消耗的功率等于各并联电阻消耗功率的总和,表明,3.电阻的串并联,电路中有电阻的串联，又有电阻的并联，这种连接方式称电阻的串并联，又称电阻的混联。,例,求：I1 , I4 , U4,解, 用分流方法做,用分压方法做,i,i2,i,例,求: Rab,对称电路 c、d等电位,i1,1. 电阻的 ，Y连接,Y（星）形网络, 形网络,三端网络,三、电阻Y形和形连接的等效变换,，Y 网络的变形：, 型电路 ( 型),T 型电路 (Y 形),这两个电路当它们的电阻满足一定的关系时，能够相互等效,i1 =i1Y , i2 =i2Y , i3 =i3Y , u12 =u12Y , u23 =u23Y , u31 =u31Y,2.Y-变换的等效条件,等效条件,Y接: 用电流表示电压,u12Y=R1i1YR2i2Y,接: 用电压表示电流,i1Y+i2Y+i3Y = 0,u31Y=R3i3Y R1i1Y,u23Y=R2i2Y R3i3Y,i3 =u31 /R31 u23 /R23,i2 =u23 /R23 u12 /R12,i1 =u12 /R12 u31 /R31,(2),(1),根据等效条件，得Y形形的变换条件：,类似可得到由形 Y形的变换条件：,简记方法：,特例：若三个电阻相等(对称)，则有,R = 3RY,桥 T 电路,例,1. 理想电压源的串联和并联,相同极性和大小的电压源才能并联,串联,注意参考方向,并联,四、电压源、电流源的串联和并联,电压源与支路的并联,对外等效！,（1） 多个理想电压源串联可合并为一个理想电压源。 （2） 与理想电压源相并联的任意元件对外电路不起作用。,结论,2.理想电流源的串联和并联,相同大小和方向的理想电流源才能串联,串联,并联,注意参考方向,电流源与支路的串联,对外等效！,（1） 多个理想电流源并联可合并为一个理想电流源。 （2） 与理想电流源相串联的任意元件对外电路不起作用。,结论,作业：2-2，2-4(a,b,c,d,f),下集预告： 26 实际电源的两种模型及其等效变换 27 输入电阻,26 实际电源的两种模型及其 等效变换 27 输入电阻,1. 理想电源,一、实际电源的两种模型及其等效变换,电压源,电流源,实际电压源不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。,电压源模型,伏安特性,一个好的电压源要求,2.实际电源的两种模型,实际电流源也不允许开路。因其内阻大，若开路，电压很高，可能烧毁电源。,电流源模型,伏安特性,一个好的电流源要求,u=uS Ri i,i =iS Giu,i = uS/Ri u/Ri,比较可得等效条件：,iS=uS /Ri Gi=1/Ri,端口特性,3.两种模型的等效变换,由电压源变换为电流源：,由电流源变换为电压源：,iS=uS /Ri,uS=Ri uS,(2)等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。,注,开路的电流源可以有电流流过并联电导Gi 。,电流源短路时, 并联电导Gi中无电流。, 电压源短路时，电阻中Ri有电流；, 开路的电压源中无电流流过 Ri；,(3)理想电压源与理想电流源不能相互转换。,(1) 电流源电流方向与电压源电压方向相反。,i,i,Gi,+,u,_,iS,表现在,转换原则,把与外电路相并联的有伴电压源变换为有伴电流源，以便于 电流源合并。 把与外电路相串联的有伴电流源变换为有伴电压源，以便于 电压源合并。 待求变量所在支路不能变换。,4.受控源的等效变换,受控源受控支路变换方法与独 立源一样，控制支路保持不变。,（1）与理想电压源相并联的任意元件对外电路不起作用。 （2） 与理想电流源相串联的任意元件对外电路不起作用。,注意,例1.,把电路转换成一个电压源和一个电阻的串联。,例2.,受控源受支路变换方法与独 立源一样，控制支路保持不变。,求电流i1,1. 无源二端电阻网络端口VCR,二、输入电阻,例,无源二端电阻网络端口VCR与电阻相同。,不含独立源,1. 定义,2. 计算方法,（1）纯电阻网络：等效变换法，求端口R