电工学 电子技术( 第七版 秦增煌)课件 第2章

1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第2章章 电路的分析方法电路的分析方法下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页URRRU2111 URRRU2122 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例 题题(2-1)(2-1)： 如图复联电路，R1=10, R2 =5, R3=2, R4=3,电压U= 125V,试求电流I1。电阻串并联的等效变换电阻串并联的等效变

2、换解: (1) R3、R4串联,(2) R2 与 R34并联,等效为： R234 = R2R34/ (R2+R34)=2.5R1R2R3R4I1UR34R1I1UR34R2R234R34= R3+ R4=2+3=5 (3) 总电阻R可看成时R1与R234的串联, R= R1+R234=10+2.5=12.5RI1U(4) 电流 I1= U/R = 125/12.5=10A下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ROY- ROCBADCADBbcRaRcRba下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页bCRaRcRba下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返

3、回上一页上一页)/()/()/(bcabcacabaabbccbbacaabbaRRRRRRRRRRRRRRR CbCRaRcRba下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页baccbbacaaaccbbabccccbbaabRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRa cabcabbccaccabcababbcbcabcabcaabaRRRRRRRRRRRRRRRRRR Y Y a等效变换等效变换bcRaRcRb下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页bcRaRcRba下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例1：12由图：由图：R

4、12=2.68 12CD12下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 284484cabcabcaaba RRRRRR 184444b R 284448c R下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 52) 1(5)24() 1(5)24( RA A 2 .I下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(voltage source) OSREI 电压源电压源下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UIRO+-E+_IUE电压源模型电压源模型 伏安特性伏安特性 Ro越大越大斜率越大斜率越大oIREU下

5、一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页R0+-EUIRLU0U0=EIREI 0s开路时：开路时：I=0U=U0=E短路时：短路时：U=0I=REI s0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页特点特点：( (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。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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+_abU

6、ab2 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：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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EUababR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(current source)0SRUII 电流

7、源电流源下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电流源模型电流源模型ISROabUabI+_IsUabI外特性外特性 RORO越大越大特性越陡特性越陡 oabSRUII下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页0UIIsU=IsR0IsRLIUR0开路时：开路时：I=0U=U0=IsR0短路时：短路时：U=0I=Is下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页设设 IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL IUISOIISU+_下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页特点特点：（1

8、）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； （2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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:例例下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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_ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。外电路的改变外电

9、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RIUsab 理想恒流源两端理想恒流源两端可否被短路可否被短路？abIUabIsR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页U0U0=EIR

10、EI 0s0UIIsU=IsR0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页0SREI 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 注意事项：注意事项：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解解:+abU2 5V(a)+ +abU5V(c)+ a+-2V5VU+-b2 (c)+ (b)aU 5A2 3 b+ (a)a+5V3 2 U+ a5AbU3 (b)+ 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A1A22228 I下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页

11、上一页例例3： 解：解：2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 1 2A3 6 2AI4 2 1 1AI4 2 1 1A2 4A下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A2A3122 II4 2 1 1A2 4A1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3A下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A10A110111 RUIA6A22102S1 IIIaIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)由图

12、由图(a)可得：可得：A4A4A2S1R 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)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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)W8

13、0W=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=SSSIUPII下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(branch current method)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页关于独立方程式的讨论关于独立方程式的讨论问题问题：用基尔霍夫电流定律或电压定律列方程：用基尔霍夫电流定律或电压定律列方程 时，究竟可以列出多少个独立的方程？时，

14、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？下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页基尔霍夫电流方程基尔霍夫电流方程：节点节点a：节点节点b：321III213III独立方程只有独立方程只有 1 个个基尔霍夫电压方程基尔霍夫电压方程：#1#2#32211213322233111RIRIEERIRIERIRIE独立方程只有独立方程只有 2 个个aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返

15、回上一页上一页设：电路中有设：电路中有N个结点，个结点，B个支路个支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-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 N1)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：个个下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 当不需求当不需求a、c和和b、d间的电流时，间的电流时，(a、c)( b、

16、d)可分别看成一个结点。可分别看成一个结点。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 支路数支路数b =4，且恒流，且恒流源支路的电流已知。源支路的电流已知。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3：UX + 3I3 = 0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页支路电流法的优缺支路电流法的优缺点点优点：优点：支路电流

17、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、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。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（mode voltage method)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页弥尔曼定理表述为：弥尔曼定理表述为： 在仅有两个节点的电路中，两节在仅有两个节点的电路中，两节点间的电压等于流入节点电激流的代点间的电压等于流入节点电激流的

18、代数和与两节点间所有电导之和的比值。数和与两节点间所有电导之和的比值。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页结点电压方程的推导：结点电压方程的推导：设：设：Vb = 0 V 结点电压为结点电压为 U，参，参考方向从考方向从 a 指向指向 b。111RIEU 因因为为111RUEI 所所以以2. 应用欧姆定律求各支路电流应用欧姆定律求各支路电流 ：111RUEI 222RUEI 33RUI 1. 用用KCL对结点对结点 a 列方程：列方程： I1 I2 + IS I3 = 0E1+I1R1U+baE2+I2ISI3E1+I1R1R2R3+U下一页下一页总目录总目录 章目录章目

19、录返回返回上一页上一页3211RUIRUERUE S23212211111RRRIREREUS RIREUS1 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页RIREU1Sab V18V316112171242 A2 A1218421242ab1 UIA3 A618 6 ab2 UIA6 3183ab3 UI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页设：设：0BV电路中含恒流源的情况电路中含恒流源的情况则：则：BR1I2I1E1IsR2ARSSSARRRIREV1112111?211111RRIREVSA 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页R

20、1I2I1E1IsR2ABRSSAIRERRV1121)11( 对于含恒流源支路的电路，列结点电位方程对于含恒流源支路的电路，列结点电位方程 时应按以下规则：时应按以下规则：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阻。按原方法编写，但不考虑恒流源支路的电阻。方程右边：方程右边：写上恒流源的电流。其符号为：电流朝向写上恒流源的电流。其符号为：电流朝向 未知结点时取正号，反之取负号。未知结点时取正号，反之取负号。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页212S1S2211ab11RRIIREREU V24V312127330250 下一页下一页总目录总目录 章目录

21、章目录返回返回上一页上一页1ab11RUEI A13A22450 A18A324302ab22 RUEI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页515A1VI 5A2VI 10AB3VVI 10B4VI 1565B5VI 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(superposition theorem) 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2121RREII SIRRRI2121 S21221111IRRRRREIII SIRRRI2112 S21121IRRRRRE 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页221

22、12S1RIRIEIII S212211 IRRRRREI S211212 IRRRRREI 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页12112112111211 ) (RIRIRIIRIP 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A1A5510322 RREIV5V5122S RIU下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A5 . 0A5 . 0A1 222 III所所以以A5 . 01555S3232 IRRRIV5 . 2V55 . 022S RIUV5 . 72.5V5VSSS UUU下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上

23、一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页若若 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+ E1R3I2I3R1I1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(Thvenins theorem) 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A5 . 2A442040

24、2121 RREEI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 221210RRRRR，所以所以下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A2A13230303 RREI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页R0=U0/ISC(a)NSRIU+-+(c)R+ EUNSI+-E=U00 III 叠加原理叠加原理11NSISC+_11U0R0ISCU0+- +RNS+ EEIU+-(b)E +UIRN0R0+-(d)IR+_ER0U+-( e)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回

25、上一页上一页A2 . 1A5512211 RREIA8 . 0A51012432 RREIR0abR3R4R1R2 8 . 5434321210RRRRRRRRR，所以所以下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A126. 0A108 . 52G0G RREI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例：如图，已知：例：如图，已知：E1=40V, E2=40V, R1=4 , R2=2 ,R3=5 , R4=10 , R5=8 , R6=2 ,求通过求通过R3的的 电流电流I3。abc+-R1E1R2E2I3R3R4R5R6下一页下一页总目录总目录 章目录章目

26、录返回返回上一页上一页解：解：VERREEEIRE4022221122abc+-R1E1R2E2R4R6R+-ERcb33. 12121RRRRRI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页R+-ERcbR3I35)(654654RRRRRRRcbARRREIcb53. 35533. 14033 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(Nortons theorem) 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A07 . 2A8 . 512 REI A38 . 1A07 . 2510103131 IRRRI A035 . 12142 III下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A126 . 0 A345 . 0108 . 58