电路的分析方法.ppt

第二章电路的分析方法 第二章电路的分析方法 2 1基本分析方法2 1 1支路电流法 2 1 2节点电压 位 法 2 2基本定理2 2 1迭加定理2 2 2等效电源定理 2 3受控源电路简介 2 4非线性电阻电路简介 对于简单电路 通过串 并联关系即可求解 如 电路分析 已知电路结构 元件参数 电源 激励 求解某些或某个电压或电流 响应 对于复杂电路 如下图 仅通过串 并联无法求解 必须经过一定的分析 解题 方法 才能算出结果 设电路共有B条支路 N个节点 求解B个未知量 各支路电流 解题思路 根据克氏定律 列 N 1 个节点电流方程和 B N 1 回路电压方程 然后联立求解这B个方程 解题步骤 对每一支路电流 标出其符号和正方向 I1 I6 4 解联立方程组得出B个支路电流 2 对前N 1个节点列出节点电流方程 I 0 3 对每个网孔列出回路电压方程 E IR 例1 5 用第N个节点电流方程验算结果 节点a 列电流方程 节点c 节点b 节点d 非独立方程 b a c d 取其中前三个方程 列网孔电压方程 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 不一定 N 4B 6 电压方程 I3s 支路电流法小结 记笔记 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 5 检验结果 用第N个节点列方程验算 节点电位法适用于支路数多而节点少的电路 本课程只讲节点最少 两节点 的情况 节点电压法 共a b两个节点 将b设为参考点后 仅剩一个未知数节点电压U a点电位Va 解题方法 2 利用每个支路两端的电位差 即该支路的端电压 求该支路的电流或电压 2 1 2节 结 点电位 压 法 1 设定一个参考点 电位零点 求其它各节点电位 节点电压法应用举例 1 则 写 设 节点电压法应用举例 2 电路中含恒流源的情况 则 对于含恒流源支路的电路 求节点电位VA时应按以下规则 基本定理 2 2 2 2 3等效电源定理 重点 是求解电路的重要方法 戴维南定理 二 诺顿定理 2 2 1迭加原理 2 2 1迭加原理 在多个电源 激励 同时作用的线性电路 电路中电压与电流是线性关系 中 任何支路的电流或任意两点间的电压 响应 都是各个电源单独作用时所得结果的代数和 概念 例 用迭加原理求 I I 2A I 1A 20V 解 应用迭加原理要注意的问题 1 迭加原理只适用于线性电路 4 迭加原理只能用于电压或电流的计算 不能用来求功率 为什么 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 2 3等效电源定理 等效电源定理的概念 有源二端网络可用等效电源模型替代 此即等效电源定理 一 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对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 将其中的恒压源短路 恒流源开路 等效电压源的电动势 Ed 等于有源二端网络的开路 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 30 R3 30 R4 20 E 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 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 压 法迭加原理等效电源定理 戴维南定理诺顿定理 电源 非独立源 受控源 独立源 电压源 电流源 受控源电路简介 2 3 受控源举例 独立源和非独立源的异同 相同点 两者性质都属电源 均可向电路提供电压或电流 不同点 独立电源的电动势或电流是由非电能量提供的 其大小 方向和电路中的电压 电流无关 受控源的电动势或输出电流 受电路中某个电压或电流的控制 它不能独立存在 其大小 方向由控制量决定 理想 受控源分类 流控电压源 2 4非线性电阻电路的分析 静态电阻动态电阻静态分析 图解法动态分析 微变等效电路法 线性电阻的描述 线性电阻 电阻两端的电压与通过的电流成正比 或电阻值不随电压 电流的变化而变化 常数 非线性电阻的描述 非线性电阻 电阻值随电压 电流的变化而变化 非线性电阻电路的分析 静态电阻 动态电阻 适用于外加固定电压的情况 适用于分析微变电压引起微变电流的情况 非线性电阻电路的分析 静态分析 静态分析内容 电路加上恒定直流电压时