第二章-电路分析中的等效变换分析PPT课件

1 第二章电路分析中的等效变换 1简单电阻电路的分析 2电路的等效变换方法 电阻网络的等效化简 含独立电源网络的等效变换 实际电源的两种模型 含受控电源网络的等效变换 2 电阻电路 由电阻 受控源以及独立源组成的电路 单回路电路 只有一个回路单节偶电路 一对节点 单节偶 只需列一个KVL或KCL方程即可求解 2 1单回路电路及单节偶电路分析 3 例1图示单回路电路 求电流及电源的功率 解 选回路方向如图 元件电压与电流取关联方向 由KVL得 4 代入元件VCR 得 5 例2iS1 6A iS2 3A 求元件电流及电压 解 单节偶电路 各支路电压相等 设为u 元件电压与电流取关联方向 列KCL方程 代入元件VCR 得 6 计算得 7 2 2等效二端网络 二端网络N1 N2等效 N1 N2端口的VCR完全相同 8 等效变换 网络的一部分用VCR完全相同的另一部分来代替 用等效的概念可化简电路 对外等效 对内不等效 如果还需要计算其内部电路的电压或电流 则需要 返回原电路 9 2 2 1电阻串联 若干个电阻首尾相接 且通过同一电流 电阻Rk上的电压 分压 功率 10 2 2 2电阻并联若干个电阻元件两端分别跨接到同一电压上 电导Gk上的电流 分流 两个电阻时 11 与电导值成正比 与电阻值成反比 功率 12 例4Ig 50uA Rg 2K 欲把量程扩大为5mA和50mA 求R1和R2 解 5mA档分流 13 2 2 3电阻混联例5 R1 40 R2 30 R3 20 R4 10 us 60V 1 K打开时 求开关两端电压 2 K闭合时 求流经开关的电流 14 解 1 各支路电流如图 则 由假想回路 得 15 2 所以 16 例6 平衡电路 求I 解 由于平衡 1 R上电流为0 R可看作开路 因此 两种方法都可得 2 R上电压为0 R可看作短路 17 例7 平衡对称电路 求Rab 18 1 1 12 1 1 19 2 3电阻星形联接与三角形联接的等效变换 端子只有2个电流独立 2个电压独立 若N1与N2相应的的i1 i2 u13 u23间的关系完全相同 则N1与N2等效 三端网络的等效 20 Y互换 开路测量 1 2 21 22 三式相加 除2 23 式 4 1 得 一般 Y形 形 24 特别地 若Y形连接R1 R2 R3 RY 有 形连接R12 R23 R13 R则 R 3RYRY R 3 25 解 Y转换 26 27 2 4含独立电源网络的等效变换2 4 1独立源的串联和并联 独立电压源的串并联 独立电流源的串并联 独立电压源与电流源的串并联 28 1电压源的串联 29 2电压源的并联 只有电压相等且极性相同时 电压源才能并联 否则 不满足KVL 或称该电路中的元件 模型失效 30 3电流源的并联 31 4电流源的串联 只有电流相等且参考方向相同时 电流源才能串联 否则 不满足KCL 或称该电路中的元件 模型失效 32 5电压源与电流源的串联 33 6电压源与电流源的并联 34 例9化简 35 并联 36 串联 串联 37 并联 38 例10求各元件功率 解 对RL ab左等效 39 内部不等效 从原图求 40 2 4 2实际电源的两种模型及等效转换1 戴维南电路模型 实际电压源模型 41 1 i增大 RS压降增大 u减小 2 i 0 u uS uoc 开路电压 3 u 0 i iSc us Rs 短路电流 4 RS 0 理想电压源 黄线 42 2诺顿电路模型 实际电流源模型 43 1 u增大 RS分流增大 i减小 2 i 0 u uoc RS iS 开路电压 3 u 0 i iSc is 短路电流 4 RS 无穷大 理想电流源 44 3两种电源模型的等效转换 45 1 两种实际电源模型可互为等效转换 2 对外等效 对内不等效 3 理想电压源 两种电源模型不能等效转换 戴维南特性 46 例11将电源模型等效转换为另一形式 47 例12求电流I 48 解 ab以左等效化简 49 a b 50 51 52 例13求Uab和Ubc 解 53 设电流I 54 2 4 2无伴电源的等效转移 无伴电源 理想电源 不与电阻串联的电压源不与电阻并联的电流源 无伴电源转移成有伴 才能等效转换 55 1无伴电压源转移 分裂 56 2无伴电流源转移 此路不通绕道而行 57 2A 解 先电流源转移 58 再电压源转移 59 I 2A 60 I 2A 3A 2A 61 62 63 64 65 2 5含受控电源网络的等效变换 1 与独立源一样处理 2 受控源存在时 控制量不能消失 66 例15求电压v及受控源的功率 KCL 67 提供功率 有源性 受控源的电阻性 68 例16求电流i 解 去5欧电阻 诺顿模型化为戴维南模型 69 u1 4V 3i 6u1 i 得 i 0 4A 70 例17化简电路 解 受控源诺顿模型化为戴维南模型 去与电流源串联电阻 71 合并电阻 戴维南模型化为诺顿模型 72 73 设端口电压u KVL 得负电阻 74 例18化简电路 解 若电压源戴维南模型化为诺顿模型 则i1将消失 受控源失控 列端口VCR 设电压u 电流i 75 76 例19求等效电阻Rab 也称输入电阻 解 端口加电压u 设电流i 列端口VCR 77 例20求等效电阻Rab 解 端口加电压v 列端口VCR u 消去v1 78 摘要 1 等效 两个单口 或多端 网络的端口电压电流关系 VCR 完全相同 网络的等效变换可以简化电路分析 而不会影响电路其余部分的电压和电流 79 2 常用电阻串并联公式来计算仅由线性电阻所构成单口网络的等效电阻 计算含受控源电阻单口网络等效电阻的基本方法是加压求流法 电阻星形联接与电阻三角形联接的等效变换 电压源和电阻串联单口与电流源和电阻并联单口的等效变换等 80 4 由线性电阻和受控源构成的电阻单口网络 就端口特性