第2章 电阻电路的等效变换ppt课件

胡新晚 勤学务实园融卓越 第2章电阻电路的等效变换 2 1电路等效变换的概念 本章主要内容 2 2电阻的等效变换 2 3理想电源的等效变换 2 4实际电源电路模型与等效变换 2 5无源单口网络的输入电阻 1 电路等效变换概念 本章重点 2 电阻的等效变换 3 独立电源的等效变换 2 1电路等效变换概念 一 单口网络 端口 一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流的两个端子 单口网络 通过一个端口与外电路相连的任意电路 无源单口网络 内部不含独立电源 可含受控源 的单口网络 有源单口网络 内部包含有独立电源的单口网络 2 1电路等效变换概念 2 1电路等效变换概念 二 电路的等效变换 equivalenttransformation 1 定义 2 1电路等效变换概念 单口网络A和B等效的含义 2 1电路等效变换概念 2 几点说明 1 等效变换的条件 两电路具有相同的端口伏安特性 VCR 2 等效变换的对象 对外电路C的电压 电流和功率而言 A和B互为等效 但A和B内部并不一定等效 3 等效变换的目的 化简电路 即将复杂电路等效成另一简单电路 方便计算分析 2 2电阻的等效变换 本节讨论 1 将若干串联 并联 混联电阻等效为一个电阻 该电阻即称其等效电阻 2 电阻Y形连接与电阻 形连接之间的等效变换 2 2电阻的等效变换 一 串联电阻 SeriesConnection 的等效变换 1 电路特点 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上的电压之和 KVL 2 2电阻的等效变换 2 等效电阻Req equivalentresistance Req R1 R2 Rn Rk 等于各串联电阻之和 3 电压分配公式 u1 u2 un R1 R2 Rn 电压分配与电阻成正比 2 2电阻的等效变换 4 功率关系 p1 R1i2 p2 R2i2 pn Rni2 p1 p2 pn R1 R2 Rn 总功率p Reqi2 R1 R2 Rn i2 p1 p2 pn 功率分配与电阻成正比 2 2电阻的等效变换 二 并联电阻 ParallelConnection 的等效变换 1 电路特点 a 各电阻连接于相同两点之间 端电压相同 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 2 2电阻的等效变换 2 等效电导Geq equivalentconductance Geq G1 G2 Gk Gn Gk 1 Rk 并联各电导之和 3 并联电阻分流公式 currentdivision 电流分配与电导成正比 2 2电阻的等效变换 4 功率关系 功率分配与电导成正比 p1 G1u2 p2 G2u2 pn Gnu2 p1 p2 pn G1 G2 Gn 总功率p Gequ2 G1 G2 Gn u2 p1 p2 pn 2 2电阻的等效变换 三 混联电阻的等效变换 混联电阻电路 内部既含电阻串联又含电阻并联的电阻电路 求取混联电阻电路等效电阻的关键 结合利用电路的结构特点 电压电流关系以及变形 如扭 翻 拉 压 伸 找出等电位点等手段 正确识别电路中各电阻的串联 并联关系 2 2电阻的等效变换 例1 2 2电阻的等效变换 例2 R 40 40 30 30 30 30 2 2电阻的等效变换 四 电阻的Y 等效变换 1 电阻的三角形 和星形 Y 连接 三端网络 2 2电阻的等效变换 2 Y等效变换 等效条件 i1 i1Y i2 i2Y i3 i3Y 并且u12 u12Y u23 u23Y u31 u31Y 2 2电阻的等效变换 等效变换方法 1 2 2电阻的等效变换 由式 2 解得 3 或 根据等效条件 比较式 3 与式 1 得Y 变换结果 2 2电阻的等效变换 或 类似可得到 Y的变换结果 简记方法 Y Y 2 2电阻的等效变换 特例若三个电阻相等 对称 则有 R 3RY 电阻外大内小 2 2电阻的等效变换 例 2 3理想电源的等效变换 一 理想电压源的串并联等效变换 1 串联等效 相同电压源才能并联 各电源中电流不确定 2 并联等效 注意参考方向 2 3理想电源的等效变换 3 电压源与支路的串 并联等效 2 3理想电源的等效变换 二 理想电流源的串并联等效变换 1 并联等效 相同电流源才能串联 各电源电压不能确定 2 串联等效 注意参考方向 2 3理想电源的等效变换 3 电流源与支路的串 并联等效 2 4实际电源模型及等效变换 一 实际电源的外部特性 外特性方程 或 式中 US 开路电压 IS US RS 短路电流 RS 电源内阻 很小 GS 1 RS 电源内电导 2 4实际电源模型及等效变换 二 实际电源的电路模型及其等效变换 3 两模型的等效条件 1 电流源电导并联模型 2 电压源电阻串联模型 或 等效后 电流源的电流总是从电压源正极性流出 2 4实际电源模型及等效变换 例1 把电路转换成一个电压源和一个电阻的串联 2 4实际电源模型及等效变换 例2 利用电源转换简化电路计算 U 20V 2 4实际电源模型及等效变换 例3 求电流i1 注意 受控源和独立源一样可以进行电源转换 但转换过程中不能改变控制量 2 5无源单口网络输入电阻 一 定义 无论内部如何复杂 无源单口网络的端口电压总与端口电流成正比 因此从端口看进去 无源单口网络相当于一个电阻 并称之为网络的输入电阻 无源单口网络的输入电阻其实也是网络的等效电阻 定义如下 2 5无源单口网络输入电阻 二 输入电阻的计算 1 如果一端口内部仅含电阻 则应用电阻的串 并联和 Y变换等方法求它的等效电阻 2 对含有受控源和电阻的两端电路 用电压 电流法求输入电阻 即在端口加电压源 求得电流 或在端口加电流源 求得电压 得其比值 2 5无源单口网络输入电阻 外加电压源法 外加电流源法 2 5无源单口网络输入电阻 例1 求图示无源单口网络的输入电阻Rin 解 设在端口施加电压源US 则 2 5无源单口网络输入电阻 例2 求图示无源单口网络的输入电阻Rin 解 设在端口施加电压源US 则 分析 一定条件下 Rin可能出现负值 称为负电阻 负电阻的VCR位于u i平面II IV象限 在电路中发出功率 本章小结 一 主要知识点1 电路等效变换的概念 1 二端电路 2 等效电路的概念 3 等效变换的目的和条件 2 电阻的等效变换电阻的串联 2 电阻的并联 3 电阻的串并联 4 电阻的Y形联结和 形联结的等效变换注意事项 Y形联结和 形联结的等效变换属于多端子电路的等效 在应用中 除了正确使用电阻变换公式计算外 还必须正确连