电路分析基础培训教材

1、电路分析基础培训教材2022-3-3本章的根本要求：本章的根本要求：1 1、掌握用支路电流法求解电路、掌握用支路电流法求解电路2 2、熟练掌握叠加原理的应用、熟练掌握叠加原理的应用3 3、熟练掌握电阻的串联和并联、熟练掌握电阻的串联和并联4 4、掌握电压源和电流源的相互转换、掌握电压源和电流源的相互转换5 5、熟练掌握戴维南及诺顿定理应用、熟练掌握戴维南及诺顿定理应用2022-3-3等效：等效： 等效是对外部电路而言，即用化简后的电路代替原等效是对外部电路而言，即用化简后的电路代替原复杂电路后，它对外电路的作用效果不变。复杂电路后，它对外电路的作用效果不变。2022-3-3URRRU2111

2、URRRU2122 2022-3-3IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR 0SREI 2022-3-3 本卷须知：本卷须知：2022-3-3只有电压相等的电压源才允许并联，只有电流相等的电流源才允许串联；只有电压相等的电压源才允许并联，只有电流相等的电流源才允许串联；理想电压源与任何一条支路并联后，其等效电源仍为电压源理想电压源与任何一条支路并联后，其等效电源仍为电压源 理想电流源与任何一条支路串联后，其等效电源仍为电流源理想电流源与任何一条支路串联后，其等效电源仍为电流源解解:+abU2 5V(a)+ +abU5V(c)+ a+-2V5VU+-b2 (c)+ (b)aU

3、 5A2 3 b+ (a)a+5V3 2 U+ a5AbU3 (b)+ A1A22228 I2022-3-3例例3： 解：解：2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 1 2A3 6 2AI4 2 1 1AI4 2 1 1A2 4A2022-3-3A2A3122 II4 2 1 1A2 4A1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3A2022-3-3A10A110111 RUIA6A22102S1 IIIaIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)2022-3-3(2)由图由图(a)可得：可得：A

4、4A4A2S1R IIIA2A51031R3 RUI理想电压源中的电流理想电压源中的电流A6A)4(A2R1R3U1 III理想电流源两端的电压理想电流源两端的电压V10V22V61S2S2IS IRRIIRUUaIRISbI1R1(c)aIR1RIS+_U1b(b)2022-3-3各个电阻所消耗的功率分别是：各个电阻所消耗的功率分别是：W36=61=22RIPRW16=41=22111）（RRIRPW8=22=22S22IRPRW20=25=22333RRIRP两者平衡：两者平衡：(60+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源由计算可

5、知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：都是电源，发出的功率分别是：W60=610=111UUIUPW20=210=SSSIUPII2022-3-3例例5 5：求电流：求电流I I。2022-3-3解：解：.abA3 10 V20 10 V82022-3-3AI3 . 0553 所以所以abA1 5V8 V8ab55I V3 52022-3-3支路数：支路数：b=3 b=3 结点数：结点数：n=2n=22022-3-3解题步骤解题步骤: :1 1、在图中标注各支路电流的参考方向，对选定的回路标注循、在图中标注各支路电流的参考方向，对选定的回路标注循 行方向。行方向。2 2

6、、应用、应用 KCL KCL 对结点列出对结点列出( n( n1 )1 )个独立的结点电流方程。个独立的结点电流方程。3 3、应用、应用 KVL KVL 对回路列出对回路列出 b b( n( n1 ) 1 ) 个独立的回路电压方个独立的回路电压方 程通常可取网孔列出程通常可取网孔列出 。4 4、联立求解、联立求解 b b 个方程，求出各支路电流。个方程，求出各支路电流。2022-3-3列电流方程：列电流方程：321III对对 a 结点：结点：321III对对 b 结点：结点：列回路电压方程：列回路电压方程：13311ERIRI 23322ERIRI列列(n-1)个个电流方程电流方程可取网孔列回

7、可取网孔列回路电压路电压方程方程2022-3-3 举例：举例：b=6n=4(2) (2) 对对n n1 1节点，根据节点，根据KCLKCL列方程；列方程；节点节点 1：i1 + i2 i6 =0节点节点 2： i2 + i3 + i4 =0节点节点 3： i4 i5 + i6 =0(1)(3) (3) 选定选定b-n+1b-n+1个独立个独立回路，根据回路，根据KVLKVL，列写回路电压方程，列写回路电压方程: :R1 i1 + R2 i2 + R3 i3 = 0R3 i3 + R4 i4 R5 i5 = 0 R1 i1 + R5 i5 + R6 i6 uS = 02(1) (1) 标定各支路

8、电流、电压的参考方向；标定各支路电流、电压的参考方向；4 4联立方程组求解。联立方程组求解。2022-3-3例例1 1：US1=130V, US2=117V, R1=1 , R2=0.6 , R3=24 。求各支路电流。求各支路电流。I1I3US1US2R1R2R3ba+I2节点节点a：I1I2+I3=0(1) n1=1个个KCL方程：方程：解解: :(2) bn+1=2个个KVL方程：方程：R1I1R2I2=US1US20.6I2+24I3= 117I10.6I2=130117=13R2I2+R3I3= US212(3) 联立求解联立求解I1I2+I3=00.6I2+24I3= 117I10

9、.6I2=130117=13解之得解之得I1=10 AI3= 5 AI2= 5 A2022-3-32022-3-3 当不需求当不需求a、c和和b、d间间的电流时，的电流时，(a、c)( b、d)可可分别看成一个结点。分别看成一个结点。2022-3-3 支路数支路数b =4，且恒流，且恒流源支路的电流。源支路的电流。I1= 2A， I2= 3A， I3=6A 例例3：试求各支路电流：试求各支路电流。对结点对结点 a： I1 + I2 I3 = 7对回路对回路1：12I1 6I2 = 42对回路对回路2：6I2 + UX = 0baI2I342V+I112 6 7A3 cd123+UX对回路对回路

10、3：UX + 3I3 = 02022-3-3支路电流法的优缺点：支路电流法的优缺点：优点：支路电流法是电路分析中最根本的方法。只要优点：支路电流法是电路分析中最根本的方法。只要 根据基尔霍夫定律、欧姆定律列方程，就能得根据基尔霍夫定律、欧姆定律列方程，就能得 出结果。出结果。缺点：电路中支路数多时，所需方程的个数较多，求缺点：电路中支路数多时，所需方程的个数较多，求 解不方便。解不方便。单独作用：一个电源作用，其余电源不作用单独作用：一个电源作用，其余电源不作用不作用的不作用的电压源（电压源（Us=0) 短路短路电流源电流源 (Is=0) 开路开路2022-3-3R1 1 E2 E1R2 2R

11、3 3R1 1 E1R2 2R3 3R1 1 E2R2 2R3 32022-3-3R1 1 E1R2 2R3 3R1 1 E2R2 2R3 311332213232111ERRRRRRRRR/RREI2133221331223131ERRRRRRRR/RRERRRI 21332213113322132111)()(ERRRRRRRERRRRRRRRIII 222III 333III 2121RREII SIRRRI2121 S21221111IRRRRREIII SIRRRI2112 S21121IRRRRRE 2022-3-312112112111211 ) (RIRIRIIRIP 2022

12、-3-3例例1:求图中电压求图中电压u 。+10V4A6 +4 u+10V4A6 +4 u解解: :(1) 10V电压源单独作用，电压源单独作用， 4A电流源开路电流源开路； (2) 4A电流源单独作用，电流源单独作用， 10V电压源短路；电压源短路；+10V6 +4 u4A6 +4 uu=4Vu= - -4 2.4= - -9.6V共同作用：共同作用：u=u+u= 4+(- - 9.6)= - - 5.6V2022-3-3A1A5510322 RREIV5V5122S RIU2022-3-3A5 . 0A5 . 0A1 222 III所所以以A5 . 01555S3232 IRRRIV5 .

13、 2V55 . 022S RIUV5 . 72.5V5VSSS UUU2022-3-32022-3-3假设假设 E1 增加增加 n 倍，各电流也会增加倍，各电流也会增加 n 倍。倍。 可见：可见：R2+ E1R3I2I3R1I12022-3-32022-3-3A5 . 2A4420402121 RREEI 221210RRRRR，所以所以A2A13230303 RREI2022-3-3A2 . 1A5512211 RREIA8 . 0A51012432 RREIR0abR3R4R1R2 8 . 5434321210RRRRRRRRR，所以所以2022-3-3A126. 0A108 . 52G0

14、G RREI2022-3-3Uoc+R03 UR- -+解：解：(1) 求开路电压求开路电压uoc：I1=9/9=1AUoc=9V3 6 I1+9V+uoc+6I1已知如图，求已知如图，求UR 。例例3：3 6 I1+9V+UR+6I13 Uoc=6I1+3I12022-3-3(2) 求等效电阻求等效电阻R0：方法方法1： 开路电压、短路电流；开路电压、短路电流；3 6 I1+9VIsc+6I13I1=- -6I1I1=0那么：那么：Isc=1.5A6 +9VIscR0 = uoc / Isc =9/1.5=6 2022-3-3方法方法2: 加压求流独立源置零，受控源保存；加压求流独立源置零，

15、受控源保存；U=6I1+3I1=9I1I1=I 6/(6+3)=(2/3)IReq = U /I=6 3 6 I1+6I1U =9 (2/3)I=6I(3) 等效电路：等效电路：V39363RUUoc+R03 UR- -+V3323366RU2022-3-3A07 . 2A8 . 512 REI A38 . 1A07 . 2510103131 IRRRI A035 . 12142 III2022-3-3A126 . 0 A345 . 0108 . 58 . 5 SG00G IRRRI2022-3-3 戴维南定理和诺顿定理注意几点：戴维南定理和诺顿定理注意几点： 1、被等效的有源二端网络是线性的；、被等