电路（第5版）课件：第2章 电阻电路的等效变换5-7

1、1下 页上 页返 回一、电压源的串联、并联一、电压源的串联、并联1、串联：、串联：n个电压源串联，可以用一个电压源代替。个电压源串联，可以用一个电压源代替。n1ksksn2s1ssuu.uuuusk的参考方向与的参考方向与us一致时，取正；反之，取负。一致时，取正；反之，取负。2.5 电压源、电流源的串联和并联电压源、电流源的串联和并联2下 页上 页返 回3下 页上 页返 回2、并联、并联只有电压相同（大小、极性）的电压源才允许并联。只有电压相同（大小、极性）的电压源才允许并联。思考：为什么要并联使用？思考：为什么要并联使用？因为一个电源提供的额定电流不够用来分流。因为一个电源提供的额定电流不

2、够用来分流。并联电压源每个电源上的电流无法确定。并联电压源每个电源上的电流无法确定。等效为其中任何一个电压源等效为其中任何一个电压源4下 页上 页返 回5下 页上 页返 回二、电流源的串联、并联二、电流源的串联、并联n1ksksn2s1ssii.iiiisk的参考方向与的参考方向与is一致时，取正；反之，取负。一致时，取正；反之，取负。1、并联：、并联：n个电流源并联，可以用一个电流源代替。个电流源并联，可以用一个电流源代替。6下 页上 页返 回2、串联、串联只有电流相同（大小、极性）的电流源才允许串联。只有电流相同（大小、极性）的电流源才允许串联。串联电流源每个电源上的电压无法确定。串联电流

3、源每个电源上的电压无法确定。等效为其中任何一个电流源等效为其中任何一个电流源7下 页上 页返 回电源的串、并联等效对电源的串、并联等效对外电路而言是等效的，外电路而言是等效的，对电源的内部不等效。对电源的内部不等效。与电流源串联的元件对外电路来说，可视为短路与电流源串联的元件对外电路来说，可视为短路82.6 2.6 实际电源的两种模型及其等效变换实际电源的两种模型及其等效变换 下 页上 页1. 1. 实际电压源实际电压源返 回 前面提到象电池一类的实际电源可以用电压源和电阻的串前面提到象电池一类的实际电源可以用电压源和电阻的串联组合来表示联组合来表示i+_u+_SuSR考虑内阻考虑内阻usui

4、0伏安特性：伏安特性：iRuuSS一个好的电压源要求一个好的电压源要求0SR 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。短路，电流很大，可能烧毁电源。注意9下 页上 页返 回2. 2. 实际电流源实际电流源 除了理想电压源，在电路理论中还引进了理想除了理想电压源，在电路理论中还引进了理想电流源的概念。它发出的电流将是一个恒定值。所电流源的概念。它发出的电流将是一个恒定值。所以理想电流源的端电压是任意的，它将由外部联接以理想电流源的端电压是任意的，它将由外部联接来决定，但发出的电流将按一定规律而不随外部电来决定，但发出的电流将按一定

5、规律而不随外部电路而变。（简称电流源）路而变。（简称电流源） 实际电源往往与电压源比较接近，而接近电流源实际电源往往与电压源比较接近，而接近电流源的就比较少了，光电池与晶体管一类的器件，工作时的就比较少了，光电池与晶体管一类的器件，工作时的特性比较接近电流源。如图：为一个直流理想电流的特性比较接近电流源。如图：为一个直流理想电流源与一个电导的并联组合。源与一个电导的并联组合。10 实际电流源也不允许开路。因其内阻大，实际电流源也不允许开路。因其内阻大，若开路，电压很高，可能烧毁电源。若开路，电压很高，可能烧毁电源。isui02. 2. 实际电流源实际电流源考虑内阻考虑内阻伏安特性：伏安特性：u

6、GiiSS一个好的电流源要求一个好的电流源要求0sSGR下 页上 页注意返 回iGS+u_iS113.3.电压源和电流源的等效变换电压源和电流源的等效变换 实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效变换，所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过变换，所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。程中保持不变。u=uS RS ii =iS GSui = uS/RS u/RS iS=uS /RS GS=1/RS实际实际电压电压源源实际实际电流电流源源端口特性端口特性下 页上 页i+_uSRS+u_iGS+u_iS比较可得等效条件比较可得等效条件返 回1

7、2电压源变换为电流源：电压源变换为电流源：转换转换电流源变换为电压源：电流源变换为电压源：下 页上 页i+_uSRS+u_转换转换i+_uSRS+u_小结返 回iGS+u_iSiGS+u_iS等效变换的注意事项“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后等效（等效互换前后对外伏对外伏-安特性一致），安特性一致），对内不等效。对内不等效。(1)时时例如：例如：RO中不消耗能量中不消耗能量RO中则消耗能量中则消耗能量0iiuuusabab 对内不等效对内不等效对外等效对外等效iR0+-usbauabRLabRLiSuabi G0RL=14下 页上 页返 回例例1：E=10v，R0=2 ，RL

8、=8 ，求等效变换前后，求等效变换前后，电路中的电路中的I，P0 ，P L变换前：变换前：I=E/(R0+ RL)=10/(2+8)=1AP0=I2R0 =2wPL=I2RL =8w变换后：变换后：Is=E/ R0=10/2=5AI = R0Is/(R0+RL)=10/(2+8)=1AP0=( Is-I)2R0 =16 2=32wPL= I2 RL =8w外电路没有变外电路没有变化，内电路发化，内电路发生变化。生变化。2C15下 页上 页返 回(2) 注意转换前后注意转换前后us与与is的方向的方向is的方向与电动势的方向一致。的方向与电动势的方向一致。16下 页上 页返 回（3 3）理想电压

9、源和理想电流源不能等效互换理想电压源和理想电流源不能等效互换（4）在进行等效变换时，与电压源串联的电阻和与在进行等效变换时，与电压源串联的电阻和与电流源并联的电阻可以作为其内阻处理。电流源并联的电阻可以作为其内阻处理。17下 页上 页返 回)REI (RRRI2S422 例例2I?I?IS+_ER1R2R3R4IIS+_ER2R4IISR2R4IE/ R2R2R4IIS +E/R2111REI 333REI 应应用用举举例例I=?-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3R5R1R3IsR2R4I3I1I(接上页接上页)IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I

10、45d4dRRREEI R5+RdEd+R4E4I-(接上页接上页) 4S4321d32131dRIER/R/RRR/R/RIIE ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3讨论题讨论题?IA32410A72210A5210III哪哪个个答答案案对对? 10V+_2A2 I+-10V+-4V2 23下 页上 页返 回受控源可以当作独立源参与变换Ruicc Riucc 注意：注意：1、变换条件与独立源完全相同、变换条件与独立源完全相同2、包含控制量的支路一般不参与变换。、包含控制量的支路一般不参与变换。例例3：us=12V,R=2，VCCS的电流的电流ic=2uR，求：，求：uR+_usR+_uR

11、Rici+_usR+_uRiR+_ucRccu4Riu RcRsu6uu2u V26uusR 25利用电源转换简化电路计算利用电源转换简化电路计算例例4下 页上 页15VI=0.5A+_+8V77返 回1.5A3472AI？+6A+_U=？5510V10V+_2.U=20V+_U2.52A6A26下 页上 页106A1A107A1070V+_返 回10V1010V6A+_解1.例例5把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连27下 页上 页66V10+_6V+_60V10+_返 回2A6V106A+_2.6V106A+_28例例6A5 . 1206030I下

12、页上 页求电路中的电流求电路中的电流I60V410I630V_+_返 回40V4102AI630V_+_40V104102AI2A630V_+_29US+_Ri1+_(R2/R3)ri1/R3例例7求电流求电流 i1 132321RRRRRRSURriRRRi31321/)/(3321/)/(RrRRRUiS下 页上 页+_US+_R3R2R1i1ri1返 回US+_R1i1R2/R3ri1/R3 受控源和独立受控源和独立源一样可以进行电源转源一样可以进行电源转换；转换过程中注意不换；转换过程中注意不要丢失控制量。要丢失控制量。30例例8把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连把电路转换成一个电

13、压源和一个电阻的串连101500 102000500IIIU下 页上 页2k10V500I+_U+_+- II1.5k10V+_U+_返 回1k1k10V0.5I+_UI+_312.7 2.7 输入电阻输入电阻 1.1.定义定义无无源源+-ui输入电阻输入电阻iuRin下 页上 页返 回(1)、当一个二端网络的内部不包含独立电源，而只包含电阻、当一个二端网络的内部不包含独立电源，而只包含电阻（可含受控源）时，其端口的等效电阻称为该网络（电路）的（可含受控源）时，其端口的等效电阻称为该网络（电路）的输入电阻。输入电阻。(2)、网络输入电阻定义为端口电压、网络输入电阻定义为端口电压u与端口电流与端

14、口电流i之比，即之比，即iuRin对端口而言，对端口而言，u 、 i为为关联参考方向。关联参考方向。322.7 2.7 输入电阻输入电阻 1.1.定义定义无无源源+-ui输入电阻输入电阻iuRin2.2.计算方法计算方法如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、并联如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、并联和和Y变换等方法求它的等效电阻；变换等方法求它的等效电阻； 对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法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。端口加电流源，求得电压

15、，得其比值。下 页上 页返 回33不含受控源的无源二端网络：不含受控源的无源二端网络：（1）使用电阻的串、并联和）使用电阻的串、并联和Y- 变换变换法则法则串、并联串、并联Y- 变换变换2.2.计算方法计算方法2.7 2.7 输入电阻输入电阻 342.7 2.7 输入电阻输入电阻 下 页上 页返 回在端口加电压源在端口加电压源 us，求端口电流，求端口电流 i在端口加电流源在端口加电流源 is，求端口电压，求端口电压 u或或称为：电压、电流法iuRsin 在实验中，通常使用电压、电流法测量输入电阻。在实验中，通常使用电压、电流法测量输入电阻。2.2.计算方法计算方法（2）输入电压与输入电流之比

16、计算）输入电压与输入电流之比计算含受控源的无源二端网络：含受控源的无源二端网络：采用电压、电流法采用电压、电流法R3R2R1 iiusR3R2R1 R2ii_+us例例2：2.2.计算方法计算方法R3R2R1 R2ii_+usi1i2us= R1i1us= - R2i+(R2+R3)i2i= i1+i23212131sinRRRRR)1(RRiuR 2.2.计算方法计算方法例例2：3212131sinRRRRR)1(RRiuR 输入电阻可能为负。输入电阻可能为负。负电阻具有电源的性质，发出功率。负电阻具有电源的性质，发出功率。负电阻负电阻R0ui例例2：38例例3:计算下例一端口电路的输入电阻计算下例一端口电路的输入电阻321/)(RRRRin下 页上 页无源电无源电阻网络阻网络R2R3R1解解 先把有源网络的独立源置零：电压源短路；先把有源网络的独立源置零：电压源短路；电流源开路，再求输入电阻。电流源开路，再求输入电阻。uS+_R3R2R1i1i2返 回391115 . 163iiii111936iiiU65 . 1911iiiURin下 页上 页例4.US+_3i16