《电路分析方法》PPT课件

（2-1）,电路的分析方法,（2-2）,所谓等效是指两个电路的对外伏安关系相同,等效,返回,2.1电阻串并联联接的等效变换,具有串、并联关系的电阻电路总可以等效变化成一个电阻。,（2-3）,2.1.1电阻的串联,伏安关系,一、电阻的串联两个或更多个电阻一个接一个地顺序连接，这些电阻通过同一电流，这样就称为电阻的串联。,（2-4）,两个串联电阻上的电压分别为：,分压公式：U=U1+U2,（2-5）,式中G为电导，是电阻的倒数。在国际单位制中，电导的单位是西门子（S）。,上式也可写成,2.1.2电阻的并联,两个或更多个电阻联接在两个公共的节点之间，这种联接方法称为电阻的并联。,（2-6）,并联电阻的分流公式,（2-7）,并联电阻愈多总电阻就愈小，总电阻小于其中任一电阻。,并联时，一电阻中的分得的电流与该电阻成反比。,并联时，各支路具有相同的电压。,（2-8）,计算图中所示电阻电路的等效电阻R，并求电流I和I5。,例题2.1,（2-9）,可以利用电阻串联与并联的特征对电路进行简化,(a),(b),(c),解,（2-10）,由(c)图可知,(d),由(d)图可知,（2-11）,2.2电压源与电流源及其等效变换,一个电源可以用两种不同的电路模型来表示。用电压的形式表示的称为电压源；用电流形式表示的称为电流源。两种形式是可以相互转化的。,（2-12）,电压源与电流源的等效变换,由图a：U=EIR0,由图b：U=ISR0IR0,“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏-安特性一致），对内不等效。,（2-13）,电压源的外特性,（2-14）,等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。,理想电压源与理想电流源之间无等效关系。,电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，对电源内部则是不等效的。,注意事项：,任何一个电动势E和某个电阻R串联的电路，都可化为一个电流为IS和这个电阻并联的电路。,（2-15）,例1:,求下列各电路的等效电源,解:,（2-16）,例2:,试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电阻中的电流。,解:,由图(d)可得,（2-17）,例3：,解：统一电源形式,试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1电阻中的电流。,（2-18）,（2-19）,（2-20）,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。,2.3支路电流法,（2-21）,解题步骤：,1.对每一支路假设一未知电流（I1-I6）,4.解联立方程组,2.对N-1个独立节点根据KCL列节点电流方程,对所有网孔根据KVL列电压方程,U0,S,3.列电压方程,例1,（2-22）,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）,（2-23）,列电压方程,b,a,c,d,（2-24）,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,（2-25）,N=4B=6,电压方程：,I3s,（2-26）,支路电流法小结,解题步骤,结论与引申,（2-27）,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,（2-28）,节点电位的概念：,2.4节点电位法,（2-29）,电位的特点：电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；电压的特点：电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。,注意：电位和电压的区别。,（2-30）,电位在电路中的表示法,（2-31）,参考电位在哪里？,（2-32）,（2-33）,节点电位方程的推导过程,（以下图为例）,I1,则：各支路电流分别为：,（2-34）,将各支路电流代入A、B两节点电流方程，然后整理得：,其中未知数仅有：VA、VB两个。,（2-35）,节点电位法列方程的规律,以A节点为例：,方程左边：未知节点的电位乘上聚集在该节点上所有支路电导的总和（称自电导）减去相邻节点的电位乘以与未知节点共有支路上的电导（称互电导）。,（2-36）,节点电位法列方程的规律,以A节点为例：,方程右边：与该节点相联系的各有源支路中的电动势与本支路电导乘积的代数和：当电动势方向朝向该节点时，符号为正，否则为负。,A,B,（2-37）,按以上规律列写B节点方程：,A,B,（2-38）,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：,（2-39）,设：,节点电位法应用举例（2）,电路中含恒流源的情况,则：,?,（2-40）,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：,方程左边：按原方法编写，但不考虑恒流源支路的电阻。,方程右边：写上恒流源的电流。其符号为：电流朝向未知节点时取正号，反之取负号。电压源支路的写法不变。,（2-41）,2.5叠加定理,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:,（2-42）,*所谓电路中各个电源单独作用，就是将电路中其它电源置0，即电压源短路，电流源开路。,（2-43）,应用叠加定理要注意的问题,1.叠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）。,+,（2-44）,4.叠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,（2-45）,=,（2-46）,=,+,(a),(b),由(a)图,由(b)图,解,（2-47）,例,叠加原理求：I=?,I=2A,I=-1A,I=I+I=1A,+,解：,（2-48）,从数学上看，叠加原理就是线性关系的可加性。所以功率的计算不能用叠加原理。,注意,返回,（2-49）,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,2.6等效电源定理,（2-50）,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。,（2-51）,(一)戴维南定理,注意：“等效”是指对端口外等效。,（2-52）,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等效电阻。（有源网络变无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）,等效电压源的源电压Us（电动势E）等于有源二端网络的开端电压；,AB,0,R,R,=,有源二端网络,R,0,s,U,U,=,有源二端网络,0,U,A,B,A,B,Us,R0,+,_,R,A,B,（2-53）,注意：当一个复杂电路只须求解其中一条支路的电流或电压时，可将该支路断开去掉，而将剩余的部分电路看作一个有源二端网络。,根据戴维南定理对网络进行电源等效，化为简单电路后求解。,（2-54）,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,（2-55）,第一步：求开端电压U0,V,2,=,第二步：求输入电阻R0,（2-56）,（2-57）,第三步：求未知电流I5,时,（2-58）,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,（2-59）,第一步：求开路电压U0。,V,9,=,_,+,4,4,50,A,B,+,_,8V,10V,C,D,E,U0,1A,5,（2-60）,第二步：求输入电阻R0。,4,4,50,5,A,B,1A,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U0,（2-61）,等效电路,（2-62）,第三步：求解未知电压。,（2-63）,(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,（2-64）,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=?,（2-65）,第一步：求输入电阻Rd。,R5,I5,R1,R3,+,_,R2,R4,E,（2-66）,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,（2-67）,（2-68）,等效电路,（2-69）,第三步：求解未知电流I5。,I5,A,B,Id,24,0.083A,R5,10,Rd,（2-70）,(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：,（2-71）,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