电工学上册第二章考试重点.ppt

第二章电路的分析方法,对于简单电路，通过串、并联关系即可求解。如：,对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，必须经过一定的解题方法，才能算出结果。,如：,1.电压源及理想电压源（恒压源）,伏安特性,电压源模型,2.1电压源、电流源及其等效变换,实际中我们常使用两种电源：电压源和电流源。,理想电压源（恒压源）:RO=0时的电压源.,特点：(1）输出电压不变，其值恒等于电动势。即UabE；,（2）电源中的电流由外电路决定。,恒压源中的电流由外电路决定,设:E=10V,当R1R2同时接入时：I=10A,例,2.电流源及理想电流源（恒流源):,特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流IS；,（2）输出电压由外电路决定。,恒流源两端电压由外电路决定,设:IS=1A,恒流源举例,当Ib确定后，Ic就基本确定了。在IC基本恒定的范围内，Ic可视为恒流源(电路元件的抽象)。,c,e,b,Ib,+,-,E,+,-,晶体三极管,Uce,Ic,电流源,电流源模型,I,E,R,_,+,a,b,Uab=?,Is,原则：Is不能变，E不能变。,电压源中的电流I=IS,恒流源两端的电压,恒压源与恒流源特性比较,Uab的大小、方向均为恒定，外电路负载对Uab无影响。,I的大小、方向均为恒定，外电路负载对I无影响。,输出电流I可变-I的大小、方向均由外电路决定,端电压Uab可变-Uab的大小、方向均由外电路决定,3.两种电源的等效互换,等效互换的条件：对外的电压电流相等。,I=IUab=Uab,即：,应用举例,(接上页),R1,R3,Is,R2,R5,R4,I3,I1,I,(接上页),IS,R5,R4,I,R1/R2/R3,I1+I3,等效变换的注意事项,例如RL=时,注意转换前后E与Is的方向,(2),（不存在）,(4),进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。RO和RO不一定是电源内阻。,未知数：各支路电流,解题思路：根据克氏定律，列节点电流和回路电压方程，然后联立求解。,2.2支路电流法,关于独立方程式的讨论,问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？,设：电路中有N个节点，B个支路,N=2、B=3,小结,节点a：,列电流方程,节点c：,节点b：,节点d：,b,a,c,d,（取其中三个方程）,例2,列电压方程,b,a,c,d,是否能少列一个方程?,N=4B=6,R6,a,I3s,I3,例2,电流方程,支路电流未知数少一个：,支路中含有恒流源的情况,N=4B=6,电压方程：,I3s,支路电流法小结,解题步骤,结论与引申,1,2,对每一支路假设一未知电流,1.假设未知数时，正方向可任意选择。,对每个节点有,1.未知数=B，,4,解联立方程组,对每个回路有,根据未知数的正负决定电流的实际方向。,3,列电流方程：,列电压方程：,2.原则上，有B个支路就设B个未知数。,（恒流源支路除外）,例外？,(N-1),2.独立回路的选择：,已有(N-1)个节点方程，,需补足B-（N-1）个方程。,一般按网孔选择,支路电流法的优缺点,优点：支路电流法是电路分析中最基本的方法之一。只要根据克氏定律、欧姆定律列方程，就能得出结果。,缺点：电路中支路数多时，所需方程的个数较多，求解不方便。,支路数B=4须列4个方程式,节点电位的概念：,2.3节点电位法,节点电位法应用举例（1）,电路中只含两个节点时，仅剩一个未知数。,则：,设：,节点电位法应用举例（2）,电路中含恒流源的情况,则：,?,对于含恒流源支路的电路，列节点电位方程时应按以下规则：,在多个电源同时作用的线性电路(电路参数不随电压、电流的变化而改变)中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。,+,概念:,2.4叠加原理,I2,I1,A,I2,I1,+,B,I2,R1,I1,E1,R2,A,E2,I3,R3,+,_,+,_,E1,+,B,_,R1,R2,I3,R3,R1,R2,A,B,E2,I3,R3,+,_,令：,例,迭加原理用求：I=?,I=2A,I=-1A,I=I+I=1A,应用迭加定理要注意的问题,1.迭加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。,4.迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率。如：,I3,R3,名词解释：,无源二端网络：二端网络中没有电源,有源二端网络：二端网络中含有电源,2.5等效电源定理,等效电源定理的概念,有源二端网络用电源模型替代，便为等效电源定理。,戴维南定理,注意：“等效”是指对端口外等效,等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络的输入电阻。（有源网络变无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）,等效电压源的电动势（Ed）等于有源二端网络的开端电压；,有源二端网络,R,A,B,Ed,Rd,+,_,R,A,B,戴维南定理应用举例（之一）,已知：R1=20、R2=30R3=30、R4=20E=10V求：当R5=10时，I5=?,等效电路,第一步：求开端电压Ux,第二步：求输入电阻Rd,第三步：求未知电流I5,时,戴维南定理应用举例（之二）,求：U=?,4,4,50,5,33,A,B,1A,RL,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U,第一步：求开端电压Ux。,_,+,4,4,50,A,B,+,_,8V,10V,C,D,E,Ux,1A,5,第二步：求输入电阻Rd。,4,4,50,5,A,B,1A,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,Ux,等效电路,第三步：求解未知电压。,(二)诺顿定理,等效电流源Id为有源二端网络输出端的短路电流,诺顿定理应用举例,等效电路,已知：R1=20、R2=30R3=30、R4=20E=10V求：当R5=10时，I5=?,第一步：求输入电阻Rd。,R5,I5,R1,R3,+,_,R2,R4,E,第二步：求短路电流Id,VA=VBId=0?,有源二端网络,D,R1,R3,+,_,R2,R4,E,A,C,B,等效电路,第三步：求解未知电流I5。,I5,A,B,Id,24,0.083A,R5,10,Rd,(三)等效电源定理中等效电阻的求解方法,求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法即可求出。如前例：,串/并联方法?,不能用简单串/并联方法求解，怎么办？,求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不行。如下图：,方法（1）:,求开端电压Ux与短路电流Id,开路、短路法,负载电阻法,加负载电阻RL测负载电压UL,方法（2）:,测开路电压UX,加压求流法,方法（3）:,则：,加压求流法举例,Y-变换,方法（4）：,据此可推出两者的关系,当r1=r2=r3=r,R12=R23=R31=R时：,电路分析方法小结,电路分析方法共讲了以下几种：,两种电源等效互换支路电流法节点电位法迭加原理等效电源定理,戴维南定理诺顿定理,补充说明,例,（1）和（2）联立求解得：,电源,非独立源（受控源）,独立源,电压源,电流源,受控源电路的分析,2.6