电工学上册第二章考试重点

1、第二章电路的分析方法 对于简单电路，通过串、并联关系即可对于简单电路，通过串、并联关系即可求解。如：求解。如：e+-re+-rrrrrrr对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，必须经过一定的解题方法，才能算出结果。必须经过一定的解题方法，才能算出结果。 e4e3-+r3r6r4r5r1r2i2i5i6i1i4i3+_如：如：1.1.电压源及理想电压源（恒压源）电压源及理想电压源（恒压源）伏安特性伏安特性电压源模型电压源模型oireuiueuiro+-ero越大越大斜率越大斜率越大2.1 电压源、电流源及其等效变换电压源、电流源及其等效变换实

2、际中我们常使用两种电源：电压源和电流源。实际中我们常使用两种电源：电压源和电流源。理想电压源理想电压源 （恒压源）（恒压源）: : ro= 0 时的电压源时的电压源.特点特点：( (1）输出电）输出电 压不变，其值恒等于电动势。压不变，其值恒等于电动势。 即即 uab e； （2）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 例例 当当r1接入时接入时 ： i=5a则：则：2.2.电流源及

3、理想电流源电流源及理想电流源（恒流源（恒流源):): 特点特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流流源电流 is； abiuabisiuabis伏伏安安特特性性（2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定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

4、(电路元件的抽象电路元件的抽象) 。cebib+-e+-晶体三极管晶体三极管uceic 电流源电流源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+_ab

5、iuabuab = 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3.3.两种电源的等效互换两种电源的等效互换 等效互换的条件：对外的电压电流相等。等效互换的条件：对外的电压电流相等。i = i uab

6、 = uab即：即：iro+-ebauabisabuabi roooosrrreirrrieooosae+-biuabro电压源电压源电流源电流源uabroisabi 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/rierrrrrrriiesdd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

7、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)isarobuabi rlae+-biuabrorlro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例如例如 rl= 时时注意转换前后注意转换前后 e e 与与 i is s 的方向的方向(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（不存在不存在）(4) 进行电路计算时，恒压源串电阻和进行电

8、路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。换。ro和和 ro不一定是电源内阻。不一定是电源内阻。10v+-2a2 i讨论题讨论题?ia32410a72210a5210iii哪哪个个答答案案对对?+-10v+-4v2 未知数未知数： 各支路电流各支路电流解题思路：解题思路：根据克氏定律，列节点电流根据克氏定律，列节点电流 和回路电压方程，然后联立求解。和回路电压方程，然后联立求解。2.2 支路电流法支路电流法关于独立方程式的讨论关于独立方程式的讨论 问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列

9、出多少个独立的方程？方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？例例ai1i2e2+-r1r3r2+_i3#1#2#3be1分析以下电路中应列几个电流方程？几个分析以下电路中应列几个电流方程？几个电压方程？电压方程？克氏电流方程克氏电流方程：节点节点a：节点节点b：321iii213iii独立方程只有独立方程只有 1 个个克氏电压方程克氏电压方程：#1#2#32211213322233111ririeeririeririe独立方程只有独立方程只有 2 个个ai1i2e2+-r1r3r2+_i3#1#2#3be1设：电路中有设：电路中有n个节点，个节点，b个支路个支路n=2、b=3br1r2e2e1+

10、-r3+_a小小 结结独立的独立的节点电流方程节点电流方程有有 (n -1) 个个独立的独立的回路电压方程回路电压方程有有 (b -n+1)个个则：则：（一般为网孔个数）（一般为网孔个数）独立电流方程：独立电流方程：个个独立电压方程：独立电压方程：个个节点节点a：143iii列电流方程列电流方程节点节点c：352iii节点节点b：261iii节点节点d：564iiibacd（取其中三个方程）（取其中三个方程）节点数节点数 n=4支路数支路数 b=6e4e3-+r3r6r4r5r1r2i2i5i6i1i4i3+_例例2列电压方程列电压方程电压、电流方程联立求得：电压、电流方程联立求得：61iib

11、acd33435544 :rieeririadca6655220 :ririribcdb1144664 :riririeabdae4e3-+r3r6r4r5r1r2i2i5i6i1i4i3+_是否能少列是否能少列一个方程一个方程?n=4 b=6sii33r6ai3si3de+_bci1i2i4i5i6r5r4r2r1ux例例20 :0 :0 :364542321ssiiiciiibiiia电流方程电流方程支路电流未知数少一个：支路电流未知数少一个：支路中含有恒流源的情况支路中含有恒流源的情况n=4 b=6电压方程：电压方程：1552211 :eriririabda结果：结果：5个电流未知数个电

12、流未知数 + 一个电压未知数一个电压未知数 = 6个未知数个未知数 由由6个方程求解。个方程求解。0:556644ririribcdbxuririabca4422:de+_bci1i2i4i5i6r5r4r2r1uxai3s支路电流法小结支路电流法小结解题步骤解题步骤结论与引申结论与引申12对每一支路假设对每一支路假设一未知电流一未知电流1. 假设未知数时，正方向可任意选择。假设未知数时，正方向可任意选择。对每个节点有对每个节点有0i1. 未知数未知数=b，4解联立方程组解联立方程组对每个回路有对每个回路有ue#1#2#3根据未知数的正负决定电流的实际方向。根据未知数的正负决定电流的实际方向。

13、3列电流方程：列电流方程：列电压方程：列电压方程：2. 原则上，有原则上，有b个支路就设个支路就设b个未知数个未知数。 （恒流源支路除外）（恒流源支路除外）例外？例外？若电路有若电路有n个节点，个节点，则可以列出则可以列出 ？ 个独立方程。个独立方程。(n-1)i1i2i32. 独立回路的选择：独立回路的选择：已有已有(n-1)个节点方程，个节点方程， 需补足需补足 b -（n -1）个方程。个方程。 一般按网孔选择一般按网孔选择支路电流法的优缺点支路电流法的优缺点优点：优点：支路电流法是电路分析中最基本的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、欧方法之一。只要根据克氏定律

14、、欧 姆定律列方程，就能得出结果。姆定律列方程，就能得出结果。缺点：缺点：电路中支路数多时，所需方程的个电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。数较多，求解不方便。支路数支路数 b=4须列须列4个方程式个方程式ab节点电位的概念节点电位的概念：在电路中任选一节点，设其电位为零（用在电路中任选一节点，设其电位为零（用此点称为参考点。其它各节点对参考点的电压，便是此点称为参考点。其它各节点对参考点的电压，便是该节点的电位。记为：该节点的电位。记为：“vx”（注意：电位为单下标）。（注意：电位为单下标）。标记），标记），2.3 2.3 节点电位法节点电位法 节点电位法适用于支路数多，节点

15、少的电路。如：节点电位法适用于支路数多，节点少的电路。如： 共共a、b两个节点，两个节点，b设为设为参考点后，仅剩一个未参考点后，仅剩一个未知数（知数（a点电位点电位va）。）。abva节点电位法中的未知数节点电位法中的未知数：节点电位节点电位“vx”。节点电位法解题思路节点电位法解题思路 假设一个参考点，令其电位为零，假设一个参考点，令其电位为零， 求求节点电位节点电位求各支路的电流或电压。求各支路的电流或电压。 节点电位法节点电位法应用举例应用举例（1）i1e1e3r1r4r3r2i4i3i2ab 电路中只含两个电路中只含两个节点时，仅剩一个节点时，仅剩一个未知数。未知数。vb = 0 v

16、设设 :432133111111rrrrrereva则：则：i1i4求求设：设：0bv节点电位法节点电位法应用举例应用举例（2）电路中含恒流源的情况电路中含恒流源的情况则：则：br1i2i1e1isr2arsssarrrirev1112111?211111rrirevsa r1i2i1e1isr2abrssairerrv1121)11( 对于含恒流源支路的电路，列节点电位方程对于含恒流源支路的电路，列节点电位方程 时应按时应按以下规则：以下规则：方程左边：方程左边：按原方法编写，但不考虑恒流源支路的电按原方法编写，但不考虑恒流源支路的电 阻。阻。 方程右边：方程右边：写上恒流源的电流。其符号为

17、：电流朝向写上恒流源的电流。其符号为：电流朝向 未知节点时取正号，反之取负号。未知节点时取正号，反之取负号。 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(电路参数不电路参数不随电压、电流的变化而改变随电压、电流的变化而改变)中，任何支路的电中，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。用时所得结果的代数和。+bi2r1i1e1r2ae2i3r3+_+_原电路原电路i2r1i1r2abe2i3r3+_e2单独作用单独作用概念概念:+_ae1bi2r1i1r2i3r3e1单独作用单独作用2.4叠加原理叠加原理证明

18、证明：br1e1r2ae2i3r3+_+_（以（以i3为例）为例）i2i1ai2i1iiiiii i ii333222111 +bi2r1i1e1r2ae2i3r3+_+_e1+b_r1r2i3r3r1r2abe2i3r3+_22112211321 111ekekvrererrrvaa令：令：例例+-10 i4a20v10 10 迭加原理用求：迭加原理用求：i= ?i=2ai= -1ai = i+ i= 1a+10 i 4a10 10 +-10 i 20v10 10 解：解：应用迭加定理要注意的问题应用迭加定理要注意的问题1. 迭加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、迭加定理只适用于线性电

19、路（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. 迭加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。迭加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令e=0； 暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 is=0。3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+4. 迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来迭加原理只能用

20、于电压或电流的计算，不能用来 求功率。如：求功率。如：5. 运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。 333 i ii 设：设：32332332333233)()()(rir iri irip则：则：i3r3=+名词解释名词解释：无源二端网络无源二端网络： 二端网络中没有电源二端网络中没有电源有源二端网络有源二端网络： 二端网络中含有电源二端网络中含有电源2.52.5 等效电源定理等效电源定理 二端网络：二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联，则该

21、电路称为相联，则该电路称为“二端网络二端网络”。 （two-terminals = one port）abab等效电源定理的概念等效电源定理的概念 有源二端网络用电源模型替代，便为等效有源二端网络用电源模型替代，便为等效 电源定理。电源定理。有源二端网络用电压源模型替代有源二端网络用电压源模型替代 - 戴维南定理戴维南定理有源二端网络用电流源模型替代有源二端网络用电流源模型替代 - 诺顿定理诺顿定理 戴维南定理戴维南定理有源有源二端网络二端网络redrd+_r注意：注意：“等效等效”是指对端口外等效是指对端口外等效概念概念：有源二端网络用电压源模型等效。有源二端网络用电压源模型等效。 等效电压

22、源的内阻等于有源等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络二端网络相应无源二端网络的输入电阻。（有源网络变的输入电阻。（有源网络变无源网络的原则是：电压源无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）短路，电流源断路）等效电压源的电动势等效电压源的电动势（ed ）等于有源二端）等于有源二端网络的开端电压；网络的开端电压；abdrr 有源有源二端网络二端网络rxdue 有源有源二端网络二端网络xuab相应的相应的无源无源二端网络二端网络ababedrd+_rab戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之一）（之一）已知：已知：r1=20 、 r2=30 r3=30 、 r4=20 e=10v求：

23、当求：当 r5=10 时，时，i5=?r1r3+_r2r4r5ei5r5i5r1r3+_r2r4e等效电路等效电路有源二端有源二端网络网络第一步：求开端电压第一步：求开端电压uxv2434212rrrerrreuuudbadx第二步：求输入电阻第二步：求输入电阻 rduxr1r3+_r2r4eabcdcrdr1r3r2r4abd4321/rrrrrd=2030 +3020=24 +_edrdr5i5等效电路等效电路 24drv2der5i5r1r3+_r2r4e第三步：求未知电流第三步：求未知电流 i5+_edrdr5i5ed = ux = 2vrd=24 105r时时a059. 010242

24、55rreidd戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之二）（之二）求：求：u=?4 4 50 5 33 ab1arl+_8v_+10vcdeu第一步：求开端电压第一步：求开端电压ux。v954010ebdecdacxuuuuu_+4 4 50 ab+_8v10vcdeux1a5 此值是所求此值是所求结果吗？结果吗？第二步：第二步：求输入电阻求输入电阻 rd。rd5754/450dr4 4 50 5 ab1a+_8v_+10vcdeux4 4 50 5 +_edrd57 9v33 等效电路等效电路4 4 50 5 33 ab1arl+_8v+10vcdeu 57drv9xdue第三步：求解未知

25、电压第三步：求解未知电压。v3 . 33333579u+_edrd57 9v33 (二二) 诺顿定理诺顿定理有源有源二端二端网络网络ab概念概念：有源二端网络用电流源模型等效。有源二端网络用电流源模型等效。 =abidrd 等效电流源等效电流源 id 为有源二端网络输出端的为有源二端网络输出端的短路电流短路电流 等效电阻等效电阻 仍为仍为相相应无源二端网络的应无源二端网络的输入电阻输入电阻rd诺顿定理应用举例诺顿定理应用举例r5i5r1r3+_r2r4e等效电路等效电路有源二有源二端网络端网络r1r3+_r2r4r5ei5已知：已知：r1=20 、 r2=30 r3=30 、 r4=20 e=

26、10v 求：当求：当 r5=10 时，时，i5=?第一第一步：求输入电阻步：求输入电阻rd。 24/4321rrrrrdcrdr1r3r2r4abdr5i5r1r3+_r2r4er1=20 , r2=30 r3=30 , r4=20 e=10v已知：已知：第二步：求短路电流第二步：求短路电流 idv5v10 0bacdvvvvva=vbid =0 ?r1/r3r2/r4+-ea、bcd有源二端网络有源二端网络dr1r3+_r2r4eacbr5idr1=20 、 r2=30 r3=30 、 r4=20 e=10v已知：已知：aiiid083.0213020v5v10 021rrvvvvbacdb

27、ciddr3_r2r4ear1+i1i2a25.011rvviaca167.022rvvidar5i5r1r3+_r2r4ei5abid24 0.083ar510 rd等效电路等效电路第三步：求解未知电流第三步：求解未知电流 i5。a059.0 55rrriidddi5abid24 0.083ar510 rd(三三) 等效电源定理中等效电阻的等效电源定理中等效电阻的 求解方法求解方法 求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联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：的方法即可求出。如前例：crdr1r3r2r4abd4321/rrrrrd串串/并联方法并联方法?不能用简单不能

28、用简单 串串/并联并联方法方法 求解，求解，怎么办？怎么办？ 求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不行。如下图：法则不行。如下图：ardcr1r3r2r4bdr0方法方法（1）:求求 开端电压开端电压 ux 与与 短路电流短路电流 id开路、短路法开路、短路法有源有源网络网络ux有源有源网络网络id+-roeid=eroux=e+-roedxdiur 等效等效内内 阻阻uxeid=ero=ro=rd 负载电阻法负载电阻法加负载电阻加负载电阻 rl测负载电压测负载电压 ul方法（方法（2）:rlul有源有源网络网络ux有源有源网络网络测开路电压

29、测开路电压 ux1lxldxldlluurrurrru 加压求流法加压求流法方法方法（3）:无源无源网络网络iu有源有源网络网络iurd则则：求电流求电流 i步骤：步骤：有源网络有源网络无源网络无源网络外加电压外加电压 uuir1r2rd+-r1r2+-e1e22121212121111)11(rrrrrriurrrururuid加压加压求流求流加压求流法举例加压求流法举例rdy- 变换变换 方法方法（4）：）：123bacdrdacdb123r1r2r3123y-y- 等效变换等效变换r12r23r31123据此可推出两者的关系据此可推出两者的关系2312313131122332233112

30、21/rrrrrrrrrrrrrrr原原则则312312312333123121223231231231121rrrrrrrrrrrrrrrrrr213133113232233212112rrrrrrrrrrrrrrrrrrr1r2r3123y-y- 等效变换等效变换r12r23r31123y-y- 等效变换等效变换当当 r1 = r2 = r3 =r , r12 = r23 =r31 =r 时：时：r = 31rr12r23r31123r1r2r3123电路分析方法小结电路分析方法小结电路分析方法共讲了以下几种：电路分析方法共讲了以下几种：两种电源等效互换两种电源等效互换支路电流法支路电流法节点电位法节点电位法迭加原理迭加原理等效电源定理等效电源定理戴维南定理戴维南定理诺顿定理