电路分析PPT课件

1、电子电路教学中心 电 路 分 析 b目录上页下页电子电路教学中心 21-4 1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律2-12-1单回路电路及单节偶电路分析单回路电路及单节偶电路分析2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络2-3 2-3 电阻星形联接与三角形联接的等效变换电阻星形联接与三角形联接的等效变换2-4 2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 3 它们是电路基本定律，适用于任何集总参数电路，而与它们是电路基本定律，适用于任何集总参数电路，而与元件性质无关。元件性质无关。 几个重要名称几个重要名称1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律（）支路：一个二端元（）

2、支路：一个二端元件称为一条支路。为了减少件称为一条支路。为了减少支路个数，往往将流过同一支路个数，往往将流过同一电流的几个元件的串联组合电流的几个元件的串联组合作为一条支路，如作为一条支路，如a-c-b,a-d-b,a-e-b.a-c-b,a-d-b,a-e-b.ac d ec d eb目录上页下页电子电路教学中心 4( () )节点：两条或两条以上支路的联结点节点：两条或两条以上支路的联结点 （a,ba,b）ac d eb( () )网孔：内部不含有网孔：内部不含有 支路的回路支路的回路 （前（前2 2个回路）。个回路）。注意：平面网络才有网注意：平面网络才有网孔的定义。孔的定义。( ()

3、)回路：电路中任一闭合的路径（回路：电路中任一闭合的路径（3 3个）个） a-c-b-d-a, a-d-b-e-a, a-c-b-e-aa-c-b-d-a, a-d-b-e-a, a-c-b-e-a1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律目录上页下页电子电路教学中心 5（）网络：指电网络，一般指含元件（）网络：指电网络，一般指含元件较多的电路，但往往把网络与电路不作较多的电路，但往往把网络与电路不作严格区分，可混用；严格区分，可混用；（）平面网络：可意画在一平面上而无（）平面网络：可意画在一平面上而无支路交叉现象的网络；支路交叉现象的网络；（）有源网络：含独立电源的网络。（）有源网络：含独立电源的网络

4、。1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律目录上页下页电子电路教学中心 6写出下图的支路，节点，写出下图的支路，节点，回路，网孔回路，网孔1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律目录上页下页电子电路教学中心 71-4-1基尔霍夫基尔霍夫电流电流定律定律kclkcl在集总参数电路中，任一时刻，任一节点在集总参数电路中，任一时刻，任一节点上，所有支路电流的代数和为零。上，所有支路电流的代数和为零。说明：说明：先选定参考方向，习惯上取流出该节点先选定参考方向，习惯上取流出该节点的支路电流为正，流入为负。如由下图可的支路电流为正，流入为负。如由下图可得得01 nkki04321 iiiii1 i4 i2 i3目录上页

5、下页电子电路教学中心 8另一形式：流出电流之和另一形式：流出电流之和= =流入电流之和。流入电流之和。 入入出出ii实质是电流连续性或电荷守恒原理的体现实质是电流连续性或电荷守恒原理的体现0532iiii i3 3i i2 2i i1 1i i6 6i i5 5i i7 7i i4 4电路可以扩大到广义节点（封闭面）可以扩大到广义节点（封闭面）1-4-1基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律kcl目录上页下页电子电路教学中心 9例例7 已知：已知：i1= -1 a , i2 = 3 a , i 3 = 4 a , i8= -2a, i 9=3a求：求：i4 , i5 , i6 , i7解解：a：08

6、431 iiiiaiiii5)2(4)1(8314 i8 i4 i9 i2 b i5 c i7i1 a i3 d i60852 iiiaiii5)2(3825 b1-4-1基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律kcl目录上页下页电子电路教学中心 10aiii7936 0963 iiii1 a i3 d i6d: i8 i4 i9 i2 b i5 c i7aiiiii393217 097321 iiiii1-4-1基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律kcl目录上页下页电子电路教学中心 11说明：先选定回路的绕行方向。支路电压参考方向与绕行方向一致时取正，相反时取负。1-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定

7、律kvlkvl在集总参数电路中，任一时刻，任一回在集总参数电路中，任一时刻，任一回路中，各支路电压的代数和等于零。即路中，各支路电压的代数和等于零。即+-_+_+u3u1u4u204321uuuu021nkku目录上页下页电子电路教学中心 12另一形式另一形式电压降之和电压降之和= =电压升之和。电压升之和。升降uu实质是能量守恒原理在电路中的体现实质是能量守恒原理在电路中的体现u u1 1-u-u2 2-u-u3 3-u-uadad = 0= 0 = u = u1 1-u-u2 2-u-u3 3 =3-(-5)-(-4 =3-(-5)-(-4)=12v)=12v解：解：选顺时针方向选顺时针方

8、向推广到广义回路（假想回路）推广到广义回路（假想回路）例例8 8 求求u uadad a b a b + u + u1 1=3v - -=3v - - u u2 2=-5v=-5v e e + u + u3 3=-4v- +=-4v- + c cd1-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律kvlkvl目录上页下页电子电路教学中心 13例例9 求求 i1 和和 i2 。 d5a + 14v -3a - b2v +c + 4v - i1i22i a ca: i2+i a c-3=0, 得得 i2=1ad: -i2-i b d-i1=0 i1=-i2-i b d=-1-1=-2a解：解：u b d-

9、4+2=0 u b d=2v, i b d=1au a c+4-14=0 ua c=10v, i a c=2a1-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律kvlkvl目录上页下页电子电路教学中心 14电路理论有：电路理论有： 一条假设一条假设集总参数集总参数 两条公设两条公设电荷守恒，能量守恒电荷守恒，能量守恒逻辑推论得逻辑推论得电路的两类约束电路的两类约束：拓扑（电路结构）约束拓扑（电路结构）约束kcl、kvl 元件特性约束元件特性约束vcr1-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律kvlkvl目录上页下页电子电路教学中心 151. 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(kcl)陈述为：对于陈述为

10、：对于任何集中参数电路，在任一时刻，流出任一任何集中参数电路，在任一时刻，流出任一节点或封闭面的全部支路电流的代数和等于节点或封闭面的全部支路电流的代数和等于零。其数学表达式式为零。其数学表达式式为 nkki10nkku102基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(kvl)陈述为：对于任陈述为：对于任何集中参数电路，在任一时刻，沿任一回路何集中参数电路，在任一时刻，沿任一回路或闭合节点序列的的各段电压的代数和等于或闭合节点序列的的各段电压的代数和等于零。其数学表达式为零。其数学表达式为 1-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律kvlkvl目录上页下页电子电路教学中心 16例例10 求电压求电压u及

11、各元件吸收及各元件吸收的功率。的功率。解：解：4-i+2i-u/2=0 又又 u=6i 故故 u=12v, i=2ap6 =ui=24w; p4a= -4u= -48w;p2 =u2/2=72w; p2i= -2iu= -48w（产生功率）（产生功率）2i26 + 4a i u -1-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律kvlkvl目录上页下页电子电路教学中心 17 +6v -+ 3u -2- u +6i例例11 求电流求电流i及各元及各元件吸收的功率。件吸收的功率。p6 =6i2=54w; p2 = -ui=18w; p6v= -6i= -18w; p3u= 3iu= -54w （产（产生

12、功率生功率）解：解： -6-u+3u+ 6i =0 又又 u= -2i 故故 u= -6v, i=3a1-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律kvlkvl目录上页下页电子电路教学中心 18作业作业2 （p20 ）1-9，1-10，1-12，1-131-4-2基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律kvlkvl目录上页下页电子电路教学中心 191-4 1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律2-12-1单回路电路及单节偶电路分析单回路电路及单节偶电路分析2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络2-3 2-3 电阻星形联接与三角形联接的等效变换电阻星形联接与三角形联接的等效变换2-4 2-4 含独立电源网络的等

13、效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 20第二章第二章 电路分析中的等效变换电路分析中的等效变换 * * 电阻网络的等效化简电阻网络的等效化简 * * 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换 * * 实际电源的两种模型实际电源的两种模型 * * 含受控电源网络的等效变换含受控电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 21电阻电路：电阻、受控源以及独立源组成电阻电路：电阻、受控源以及独立源组成。 2-1单回路电路及单节偶电路分析单回路电路及单节偶电路分析单回路电路单回路电路只有一个回路只有一个回路单节偶电路单节偶电路一对节点一对节点 只需列一个只需列一个kv

14、l或或kcl方程即可求解。方程即可求解。目录上页下页电子电路教学中心 22例例1 图示单回路电路，求图示单回路电路，求电流及电源的功率。电流及电源的功率。r1=1 + vs2=4v -i- r3=3 +vs1=10v r2= 2解：选回路方向如图，解：选回路方向如图，元件电压与电流取关元件电压与电流取关联方向，由联方向，由kvl得得013221srrsrvvvvvarrrvviss132121 wivpvss1011 wivpvss422 012321ssvirirvir代入元件代入元件vcr，得，得2-1单回路电路及单节偶电路分析单回路电路及单节偶电路分析目录上页下页电子电路教学中心 23例

15、例2 is1=6a，is2=3a，求元，求元件电流及电压。件电流及电压。 解：单节偶电路，各解：单节偶电路，各支路电压相等，设为支路电压相等，设为v，元件电压与电流，元件电压与电流取关联方向，列取关联方向，列kcl方程方程02121 rrssiiii01236 vv代入元件代入元件vcr，得，得r21is1is2r12+v- arviarvivvrr2122211 2-1单回路电路及单节偶电路分析单回路电路及单节偶电路分析目录上页下页电子电路教学中心 241-4 1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律2-12-1单回路电路及单节偶电路分析单回路电路及单节偶电路分析2-2 2-2 等效二端网络等效二端

16、网络2-3 2-3 电阻星形联接与三角形联接的等效变换电阻星形联接与三角形联接的等效变换2-4 2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 252-2 等效二端网络等效二端网络二端网络二端网络n1n1、n2n2等效：等效：n1n1、n2n2的的vcrvcr完全相同完全相同 irririrv)(2121 ir1 r2+v-n121rerrq 对外等效，对内不等效对外等效，对内不等效等效变换：网络的一部分等效变换：网络的一部分 用用vcr完全相同的另一部完全相同的另一部分来代替。可化简电路。分来代替。可化简电路。+v-in2 req目录上页下页电子电路教学

17、中心 262-2-1 电阻串联电阻串联 nkkneqrrrrrr1321vrrireqkkkv 电阻电阻rk上的电压上的电压（分压）（分压）nnppppiriririrp 3212232221 目录上页下页电子电路教学中心 27若干电阻两端分别跨接到同一电压上。若干电阻两端分别跨接到同一电压上。 nkkneqggggg121iggvgeqkkki 电导电导gk上的电流上的电流（分流）（分流）irrrigggi2122111 两个电阻时两个电阻时nnppppvgvgvgvgp 3212232221irrrigggi2112122 与电与电 导值成正比，与电阻值成反比。导值成正比，与电阻值成反比。

18、 功率功率: 2-2-2 电阻并联电阻并联目录上页下页电子电路教学中心 28例例4 i g = 50 u a , r g = 2 k 。欲把量程。欲把量程扩大为扩大为 5 m a和和 50 m a，求，求r1和和r2. - r g + igr2 r1 i2 i1(-) (+) (+) 50 m a 5 m a解解：5 m a档分流档分流12121irgrrrrig 50 m a档档2212irgrrrig 代入参数，得代入参数，得 2,1821rr2-2-2 电阻并联电阻并联目录上页下页电子电路教学中心 29例例5： r1=40 ，r2=30 ，r3=20 , r4=10 , v s = 60

19、v （1） k打开时，求开关两端电压打开时，求开关两端电压（2） k闭合时，求闭合时，求流经开关的电流流经开关的电流 r2+ v s -r4 r1r3k2-2-3 电阻混联电阻混联目录上页下页电子电路教学中心 30解解：(1)各支路电流各支路电流如图，则如图，则arrviarrviss276434211 由假想回路，得由假想回路，得+ 60v -r4r1r3r2i1i4+v-vririv71003421 2-2-3 电阻混联电阻混联目录上页下页电子电路教学中心 31airrriairrriss2 . 16 . 032324141 (2)arrrrvssi3/3241 所以所以aiii6.021

20、 + vs -r4r1r3r2i1iisi22-2-3 电阻混联电阻混联目录上页下页电子电路教学中心 32例例6：平衡电路。求：平衡电路。求i。i a3 615 30 b3 +15v -r解解：由于平衡，：由于平衡，(1) r上电流为上电流为0。r可可看作开路看作开路。 12)306/()153(abr因此，两种方法都可得因此，两种方法都可得ai112315 (2) r上电压为上电压为0。r可看作短路。可看作短路。 12)30/15()6/3(abr2-2-3 电阻混联电阻混联目录上页下页电子电路教学中心 33例例7：对称电路。求：对称电路。求rabab111 1121251 1111010a

21、b中分线中分线2-2-3 电阻混联电阻混联目录上页下页电子电路教学中心 341010ab111211 4 1112/) 1101(21abr2-2-3 电阻混联电阻混联目录上页下页电子电路教学中心 351-4 1-4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律2-12-1单回路电路及单节偶电路分析单回路电路及单节偶电路分析2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络2-3 2-3 电阻星形联接与三角形联接的等效变换电阻星形联接与三角形联接的等效变换2-4 2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 362-3 电阻星形联接与三角形联接的等效变换电阻星形联接与三角形联接的等效

22、变换i11i22i3 3r12r13r23i11i22i3 3r1r2r3 y 互换互换目录上页下页电子电路教学中心 37i11i2i3 3r12r13r23i11i2i3 3r1r2r3y形形形形三三电电阻阻之之和和端端所所联联两两电电阻阻乘乘积积形形 iri形形形形电电阻阻相相对对端端子子的的接接在在与与形形电电阻阻两两两两相相乘乘之之和和yryrjkjk 2-3 电阻星形联接与三角形联接的等效变换电阻星形联接与三角形联接的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 38例例8 求求:ii 1 10 104 2 b2.6 +9v -523解解： y 转换转换 42510023131213121r

23、rrrrr312r1r2r3 22512233 rrr 22513232 rrr312r1r2r3 4 . 64/64)/()(343242114rrrrrrarrviss114 目录上页下页电子电路教学中心 39小结小结一、单回路电路及单节偶电路分析一、单回路电路及单节偶电路分析二、等效二端网络二、等效二端网络 1.电阻串联电阻串联 2.电阻并联电阻并联 3.电阻混联电阻混联 平衡电路平衡电路 对称电路对称电路三、三、y 互换互换目录上页下页电子电路教学中心 402-4-1 独立源的串联和并联独立源的串联和并联* 独立电压源的串并联独立电压源的串并联* 独立电流源的串并联独立电流源的串并联*

24、 独立电压源与电流源的串并联独立电压源与电流源的串并联2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 411 电压源的串联电压源的串联a + v- b+ - + - - + + -1sv2sv3svsnv nksksnsssseqvvvvvv1321a + v- b+ -seqv2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 422 电压源的并联电压源的并联只有电压相等且极性相同时，只有电压相等且极性相同时，电压源才能并联。电压源才能并联。+v-i+vs-+vs-+vs-ab+v-i+vs-ab2-4 含独立电源网络的

25、等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 43+v-ab+v-isi3 电流源的并联电流源的并联iis1is2+v-+v-abisn nksksnsssiiiii1212-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 444 电流源的串联电流源的串联a + v- bsiia + v- bisisisi.只有电流相等且参考方向相同时，只有电流相等且参考方向相同时，电流源才能串联。电流源才能串联。2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 455 电压源与电流源的串联电压源与电流源的串联ssiv i

26、+v -abbi +v-asisii +v -abn推推广广2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 466 电压源与电流源的并联电压源与电流源的并联 svi +v -absibi +v-a sv svi +v -abn推推广广2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 47=6aais33 4si svais21 ais12 r1r2例例9 化简化简. vs =2v解解：is2与与is3并联并联=6aais2 4si svais21 r1r2is与与n串联等效串联等效is4ais4与与is并联并联2-4 含

27、独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 48例例10 求各元件功率求各元件功率 svabsi 1lra1v2 21ri,i解解：对：对rl,ab左等效左等效vs svabv2i 1lraiwrvplsrl24/2 aiiis1, wivpsv22 wripsr2121 wivpsiiss41)4( 内部不等效，从原图求内部不等效，从原图求目录上页下页电子电路教学中心 491 1 、电压源串联等于电压源之和。、电压源串联等于电压源之和。2 2、 电流源并联等于电流源之和。电流源并联等于电流源之和。3 3、电压源并联一个网络、电压源并联一个网络n n等效为电压源

28、。等效为电压源。4 4、电流源串联一个网络、电流源串联一个网络n n等效为电流源。等效为电流源。 不同的电压源不同的电压源不能不能并联并联 不同的电流源不同的电流源不能不能串联串联2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 502-4-2 实际电源的两种模型及等效转换实际电源的两种模型及等效转换1戴维南电路模型戴维南电路模型 svi + v -absr外外电电路路irvvss 2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 51irvvss （1）i增大，增大，rs压降增大，压降增大，v减小减小（2）i=0，v =

29、vs=v o c ，开路电压，开路电压（3） v=0，i =i s c=v s /r s ，短路电流，短路电流（4） r s =0，理想电压源，理想电压源 （黄线）（黄线）ivsvscssirv/ocv戴维南特性戴维南特性2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 522诺顿电路模型诺顿电路模型/ssrvii sii +v -sr外外电电路路2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 53（1）v增大，增大，rs分流增大，分流增大，i减小减小（2）i=0，v =v o c= rs i s ，开路电压，开路电压（

30、3） v=0，i =i s c=i s ，短路电流，短路电流（4） rs 无穷大，理想电流源无穷大，理想电流源 /ssrvii ivsissocriv诺顿特性诺顿特性sci2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 54ivsvscssirv /ocv戴维南特戴维南特性性3 两种电源模型的等效转换两种电源模型的等效转换 ssssssirvirv/ivsissocriv诺顿特性诺顿特性sci /sssssrrrvi等效转等效转换条件换条件2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 55（1）两种电源模型可互为等效

31、转换）两种电源模型可互为等效转换ssrvi +v -sr svi +v -sr（2）对外等效，对内不等效）对外等效，对内不等效（3）理想电压源，）理想电压源， ， 两种两种电源模型不能等效转换电源模型不能等效转换0 srivsvscssirv/ocv戴维南特戴维南特性性ivsissocriv诺顿特性诺顿特性sci2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 56例例11 将电源模型等效转换为另一形式将电源模型等效转换为另一形式a2ab 5 v30dc 10 v10b 5aa3cd 102-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电

32、子电路教学中心 57例例12 求电流求电流i. v10ab 5a3 10 v20 10i v10 10 v8解解：ab以左等效化简以左等效化简2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 58aba3 10a2 10 v8aba3 10 v20 10 v8a ba1 5 v8ab v3 5 5iai3 . 0553 ab 5 v8-5v+2-4 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换目录上页下页电子电路教学中心 59 v64saa8ba8c2s0.5s例例13 求求v a b和和v b c 25. 0 2 5 . 0 v4 v6 v16abc解解：设电流设电流iai117225. 05 . 024166 vivab11805 . 04 vivbc11322