2电路的分析方法电路

1、第二章电路的分析方法第二章第二章 电路的分析方法电路的分析方法简单电路简单电路由由单回路单回路或用或用串并联串并联可化简成单回可化简成单回 路的电路。路的电路。复杂电路复杂电路无法用串并联化简成单回路的电路。无法用串并联化简成单回路的电路。电路的常用分析方法有：电路的常用分析方法有： 等效变换、支路电路法、结点电压法、叠等效变换、支路电路法、结点电压法、叠加原理、戴维宁定理等。加原理、戴维宁定理等。2-1电阻串并联的等效变换电阻串并联的等效变换一、电阻的串联一、电阻的串联ababr1r2rnrr = r1 + r2 + + rn =n1iir分压作用：分压作用：urriru111应用：降压、限

2、流、调节电压等。应用：降压、限流、调节电压等。二、电阻的并联二、电阻的并联r1r2rni1i2inrniinrrrrr12111.111也可写成：也可写成：n1iin21gg.ggg（g = 1/r 称称电导，电导，单位为单位为西门子西门子）今后电阻并联用今后电阻并联用“/”表示表示例：例：1 / r2应用：分流、调节电流等应用：分流、调节电流等并联电阻上电流的分配与电阻成反比并联电阻上电流的分配与电阻成反比（分流公式）（分流公式）因此，并联的负载愈多因此，并联的负载愈多 ，则总电阻愈小，电路中的，则总电阻愈小，电路中的总电流和总的功率也就愈大。但是每个负载的电流总电流和总的功率也就愈大。但是

3、每个负载的电流和功率却没有变化（严格地讲，基本上不变）和功率却没有变化（严格地讲，基本上不变）2-3 2-3 电源的两种模型及其等效变换电源的两种模型及其等效变换电路元件主要分为两类：电路元件主要分为两类：a) 无源元件无源元件电阻、电容、电感。电阻、电容、电感。b) 有源元件有源元件独立源、受控源独立源、受控源 。 独立源主要有：独立源主要有：电压源电压源和和电流源电流源。定义：能够独立产生电压的电路元件。定义：能够独立产生电压的电路元件。电压源分为：电压源分为：理想电压源理想电压源和实际电压源和实际电压源。一、电压源一、电压源1.1.理想电压源理想电压源 （恒压源）（恒压源）: : ro=

4、 0 时的电压源时的电压源.特点特点：（3）电源中的电流由外电路决定。）电源中的电流由外电路决定。ie+_abuab伏安特性伏安特性iuabe（2）电源内阻为）电源内阻为 “ro= 0”。（1）理想电压源的端电压恒定。）理想电压源的端电压恒定。（4）理想电压源）理想电压源不能短路不能短路，不能并联使用。不能并联使用。伏安特性伏安特性电压源模型电压源模型oireuro越大越大斜率越大斜率越大2. 实际电压源实际电压源uiro+-eiueiro恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定设设: e=10vie+_abuab2 r1当当r1 r2 同时接入时：同时接入时： i=10ar22

5、例例 当当r1接入时接入时 ： i=5a则：则：rei 恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_e恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_i_ 会引起会引起 i 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变i 的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化， 或者是或者是_ 的变化。的变化。大小大小方向方向+_i恒压源特性小结恒压源特性小结euababr1.1.理想电流源理想电流源 （恒流源（恒流源):): ro= 时的电流源时的电流源. 特点特点：（1）输出电流恒定）输出电流恒定。abiuabisiuabis伏伏安安特特性性（3）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。（2）理想

6、电流源内阻为无穷大（）理想电流源内阻为无穷大（ ro= ）。）。（4）理想电流源）理想电流源不能开路不能开路，不能串联使用不能串联使用。二、电流源二、电流源2. 2. 实际电流源实际电流源isroabuabioabsruiiisuabi外特性外特性 电流源模型电流源模型roro越大越大特性越陡特性越陡恒流源两端电压恒流源两端电压由外电路决定由外电路决定iuisr设设: is=1 a r=10 时，时， u =10 v r=1 时，时， u =1 v则则:例例恒流源特性小结恒流源特性小结恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_is恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_uab_ 会引

7、起会引起 uab 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变uab的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化， 或者是或者是 _的变化。的变化。大小大小方向方向riusababiuabisr恒流源举例恒流源举例icibucebcii 当当 i b 确定后，确定后，i c 就基本确定了。在就基本确定了。在 ic 基本恒定基本恒定的范围内的范围内 ，i c 可视为恒流源可视为恒流源 (电路元件的抽象电路元件的抽象) 。晶体三极管晶体三极管cebib+-e+-uceic电压源中的电流电压源中的电流如何决定如何决定？电流电流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例ie r_+abuab=?is原

8、则原则：i is s不能变，不能变，e e 不能变。不能变。eiruab电压源中的电流电压源中的电流 i= is恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较恒压源恒压源恒流源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量e+_abiuabuab = e （常数）（常数）uab的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 uab 无影响。无影响。iabuabisi = is （常数）（常数）i 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 i 无影响。无影响。输出电流输出电流 i 可变可变 - i 的大小、方向均的大小、方向

9、均由外电路决定由外电路决定端电压端电压uab 可变可变 -uab 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定均由外电路决定1、理想电源串联、并联的化简、理想电源串联、并联的化简电压源串联：电压源串联：n21e.eee电流源并联：电流源并联：n21i.iii（电压源不能并联）（电压源不能并联）（电流源不能串联）电流源不能串联）三、电压源与电流源的等效变换三、电压源与电流源的等效变换等效互换的条件：等效互换的条件：对外的电压电流相等对外的电压电流相等（外特性相等）（外特性相等）。iro+-ebauabuabisabi ro2、实际电压源与实际电流源的等效变换、实际电压源与实际电流源的等效变换uioui

10、oe0reis=电压源外特性电压源外特性电流源外特性电流源外特性0srei等效互换公式等效互换公式oabrieuiro+-ebauabriririiuoososabisabuabiro则则orieririoosrieosrrooi = i uab = uab若若ooosrrreirrrieooosae+-biuabro电压源电压源电流源电流源uabroisabi 等效变换的注意事项等效变换的注意事项“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后对外伏等效（等效互换前后对外伏-安安特性一致），特性一致），对内不等效。对内不等效。(1)时时例如例如:isarobuabi rlae+-biuab

11、rorlro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0iieuuabab对内不等效对内不等效对外等效对外等效rl=注意转换前后注意转换前后 e e 与与 i is s 的方向相同的方向相同(2)ae+-biroe+-biroaisarobiaisrobi(3)恒压源和恒流源不能等效互换恒压源和恒流源不能等效互换abiuabisae+-bi0ereios（等效互换关系等效互换关系不存在）不存在）（4）理想电源之间的等效电路）理想电源之间的等效电路ae+-bisae+-bae+-bro与理想电压源与理想电压源并联的元件并联的元件可去掉可去掉ae+-bisabisabris与理想电流源与

12、理想电流源串联的元件串联的元件可去掉可去掉111rei 333rei r1r3isr2r5r4i3i1i应应用用举举例例-+isr1e1+-r3r2r5r4ie3i=?(接上页接上页)isr5r4ir1/r2/r3i1+i3r1r3isr2r5r4i3i1i454rrreeidd+rded+r4e4r5i-(接上页接上页)isr5r4ir1/r2/r3i1+i3 4432132131/rierrrrrrriiesdd10v+-2a2 i讨论题讨论题?ia32410a72210a5210iii哪哪个个答答案案对对?+-10v+-4v2 在多个电源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路(电

13、路参数不随电压、电路参数不随电压、电流的变化而改变电流的变化而改变)中，任何支路的电流或任意两点间的中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是电压，都是各个电源单独作用时各个电源单独作用时所得结果的所得结果的代数和代数和。二、原理二、原理:一、特点一、特点 线性电路分析，将复杂电路转化为简单电路线性电路分析，将复杂电路转化为简单电路22112211)(iieeiu其中： 是仅与 电路参数有关的常数2121,叠加原理的电路图表示2.6 叠加原理叠加原理+bi2r1i1e1r2ae2i3r3+_+_原电路原电路i2r1i1r2abe2i3r3+_e2单独作用单独作用+_ae1bi2r1i1r2i3

14、r3e1单独作用单独作用叠加原理的证明三、步骤 1、标定各支路电流和电压的参考方向、标定各支路电流和电压的参考方向 2、将电路分解为各理想电源单独作用的分电路、将电路分解为各理想电源单独作用的分电路 （保留所有电阻以及一个理想电源，将其他（保留所有电阻以及一个理想电源，将其他 理想电源除源，理想电压源短接，理想电理想电源除源，理想电压源短接，理想电 流源开路）流源开路） 3、求解个分电路中支路电流、求解个分电路中支路电流 4、叠加合成：求各分电路电流代数和、叠加合成：求各分电路电流代数和例题例例+-10 i4a20v10 10 用叠加原理求：用叠加原理求：i= ?i=2ai= -1ai = i

15、+ i= 1a+10 i 4a10 10 +-10 i 20v10 10 解：解：将电路分将电路分解后求解解后求解例例2nre+n为线性网络且 e (v) i(a) 1 1 2 3 3 ?为常量、，其中令einre+例例3n为线性无源网络且 e (v) is(a) i(a) 1 3 1 2 0 3 3 0.6 ?is为常量、，其中令：iei注意点应用叠加定理要注意的问题应用叠加定理要注意的问题1. 叠加定理叠加定理只适用于线性电路只适用于线性电路（电路参数不随电压、（电路参数不随电压、 电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。 2. 分解电路时只需保留一个电源，其余电源分解电路时只需保留一个电源，其余电源“除源除源”：即将即将恒压源短路恒压源短路，即令，即令e=0；恒流源开路恒流源开路，即令，即令 is=0。电路的其余结构和参数不变，电路的其余结构和参数不变，3. 解题时要解题时要标明标明各支路电流、电压的各支路电流、电压的正方向正方向。原电。原电 路中各电压、电流的最后结果是路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电各分