直流电路 (4)精品课件

1、关于直流电路 (4)第一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 第1章 电路及其分析方法1.1 电路的基本概念1.2 电压源、电流源及其等效变换1.3 基尔霍夫定律1.4 支路电流法1.5 结点电压法1.6 叠加定理1.7 戴维宁定理1.8 非线性电阻简介第二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月本章要求:1.理解电压与电流参考方向的意义；2. 理解电路的基本定律并能正确应用；3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解 电功率和额定值的意义；4. 会计算电路中各点的电位。5. 掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等 电路的基本分析方法;6. 了解实际电源的两种模型及其等效变换;第1

2、章 直流电路第三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.1.1 电路的基本概念 (1) 实现电能的传输、分配与转换 (2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒1. 电路的作用 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。 发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉.输电线第四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月2. 电路的组成部分电源: 提供电能的装置负载: 取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉.输电线第五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月直流电源直流电源: 提供能源负载信号源: 提供信息2.电

3、路的组成部分放大器扬声器话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。信号处理：放大、调谐、检波等第六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.1. 2 电路模型手电筒的电路模型 为了便于用数学方法分析电路, 一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。例：手电筒 手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。+R0R开关EI电珠+U干电池导线第七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月手电筒的电路模型 电池是电

4、源元件，其参数为电动势 E 和内阻Ro； 灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R； 筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。 开关用来控制电路的通断。 今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。+R0R开关EI电珠+U干电池导线第八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.1.3 电压和电流的参考方向 物理中对基本物理量规定的方向1. 电路基本物理量的实际方向物理量实 际 方 向电流 I正电荷运动的方向电动势E (电位升高的方向) 电压 U(电位降低的方向)高电位 低电位 单 位kA 、A、mA、A低电位 高

5、电位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V第九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月(2) 参考方向的表示方法电流：Uab 双下标电压： (1) 参考方向I 在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。Iab 双下标2. 电路基本物理量的参考方向箭 标abRI正负极性+abU U+_+R0E3V注意： 在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。 第十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。(3) 实际方向与参考方向的关系I = 0.28AI = 0.28A 电动势为E =3V方向由负极指

6、向正极；U+R0E3VU+例: 电路如图所示。 电流I的参考方向与实际方向相同，I=0.28A,由流向,反之亦然。 电压U的参考方向与实际方向相反, U= 2.8V;即: U = U 电压U的参考方向与实际方向相同, U = 2.8V, 方向由指向；2.8V 2.8V第十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.1.4 欧姆定律U、I 参考方向相同时U、I 参考方向相反时RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：(1) 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； (2) U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。 通常取 U、I 参考方向相同。U = I R U = IR第

7、十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 解: 对图(a)有, U = IR 例: 应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)有, U = IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A电流的参考方向与实际方向相反电压与电流参考方向相反第十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月电路端电压与电流的关系称为伏安特性。 遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的概念： 线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。第十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.1.5 电源有载工作、开路与短路开关闭合, 接

8、通电源与负载负载端电压U = IR 1. 电压电流关系1.1.5.1 电源有载工作(1) 电流的大小由负载决定。 (2) 在电源有内阻时，I U 。或 U = E IR0电源的外特性EUI0 当 R0R 时，则U E ，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。R0ER+I第十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 开关闭合,接通电源与负载。负载端电压U = IR1.1.5.1 电源有载工作或 U = E IRoUI = EI I2RoP = PE P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率(3) 电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念: 负载增加指负载取用的电流和功率增加(

9、电压一定)。R0ER+I 1. 电压电流关系 2. 功率与功率平衡第十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月3. 电源与负载的判别 U、I 参考方向不同，P = UI 0，电源； P = UI 0，负载。U、I 参考方向相同，P = UI 0，负载； P = UI 0，电源。 (1) 根据 U、I 的实际方向判别(2) 根据 U、I 的参考方向判别电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出， （发出功率） 负载： U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 （吸收功率）第十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例: 已知:电路中U=220V，I=5A，内阻R01= R02

10、= 0.6。求: (1) 电源的电动势E1和负载的反电动势E2 ； (2) 说明功率的平衡关系。R01E1UI+R02E2+解：(1) 对于电源 U= E1-U1= E1-IR01 即 E1= U +IR01 = 220+50.6=223V U= E2+U2= E2+IR02 即 E2= U -IR01 = 220-50.6 = 217V(2)由上面可得，E1=E2 +IR01+IR02 等号两边同时乘以 I，则得 E1 I =E2 I +I2R01+I2R02代入数据有 223 5=217 5+52 0.6+ 5+52 0.6 1115W=1085W+15W+15W。第十八张，PPT共八十三

11、页，创作于2022年6月 电气设备的额定值 额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值 1. 额定值反映电气设备的使用安全性； 2. 额定值表示电气设备的使用能力。 例：一只220V, 60W的白炽灯, 接在220V的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻。如果每晚工作3h(小时)，问一个月消耗多少电能? 注意：电气设备工作时的实际值不一定都等于其额定值，要能够加以区别。解: 通过电灯的电流为第十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月电气设备的三种运行状态欠载(轻载)： I IN ，P IN ，P PN (设备易损坏)额定工作状态： I = IN ，P = PN (

12、经济合理安全可靠) 在220V电压下工作时的电阻一个月用电W = Pt = 60W(3 30) h = 0.06kW 90h = 5.4kW. h第二十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月特征: 开关 断开1.1.5.2 电源开路I = 0电源端电压 ( 开路电压 )负载功率U = U0 = EP = 01. 开路处的电流等于零； I = 02. 开路处的电压 U 视电路情况而定。电路中某处断开时的特征:I+U有源电路IRoR+ -EU0+ -第二十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月电源外部端子被短接1.1.5.3 电源短路 特征:电源端电压负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉

13、短路电流（很大）U = 0 PE = P = IR0P = 01.短路处的电压等于零； U = 02.短路处的电流 I 视电路情况而定。电路中某处短路时的特征:I+U有源电路IRRo+ -E第二十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.1.6 电路中电位的计算电位：电路中某点至参考点的电压，记为“VX” 。 通常设参考点的电位为零。1. 电位的概念 电位的计算步骤: (1) 任选电路中某一点为参考点，设其电位为零； (2) 标出各电流参考方向并计算； (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。第二十三张，

14、PPT共八十三页，创作于2022年6月2. 举例 求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd 。解：设 a为参考点， 即Va=0VVb=Uba= 106= 60VVc=Uca = 420 = 80 VVd =Uda= 65 = 30 V设 b为参考点，即Vb=0VVa = Uab=106 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 Vbac204A610AE290VE1140V56AdUab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 VUab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUd

15、b = E2 = 90 V第二十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 结论：(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；(2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。借助电位的概念可以简化电路作图bca204A610AE290VE1140V56Ad+90V205+140V6cd第二十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月2kA+I12kI26V(b)例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点 的电位VA解: (1)当开关S断开时(2) 当开关闭合时,电路 如图（b）电流 I2 = 0，电位 VA =

16、0V 。电流 I1 = I2 = 0，电位 VA = 6V 。2k+6VA2kSI2I1(a)电流在闭合路径中流通第二十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.2 电压源、电流源及其等效变换1.2.1 电压源模型 电压源模型由上图电路可得: U = E IR0 若 R0 = 0理想电压源 : U EUO=E 电压源的外特性IUIRLR0+-EU+ 电压源是由电动势 E和内阻 R0 串联的电源的电路模型。 若 R0RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。电流源电流源模型R0UR0UIS+第二十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月理想电流源（恒流源)例1：(2) 输出电流是一定

17、值，恒等于电流 IS ；(3) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。特点:(1) 内阻R0 = ；设 IS = 10 A，接上RL 后，恒流源对外输出电流。RL当 RL= 1 时， I = 10A ，U = 10 V当 RL = 10 时， I = 10A ，U = 100V外特性曲线 IUISOIISU+_电流恒定，电压随负载变化。第三十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.2.3 电源两种模型之间的等效变换由图a： U = E IR0由图b： U = ISR0 IR0IRLR0+EU+电压源等效变换条件:E = ISR0RLR0UR0UISI+电流源第三十一张，PPT共八十三页，创

18、作于2022年6月(2) 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。(3) 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。(1) 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言， 对电源内部则是不等效的。 注意事项：例：当RL= 时，电压源的内阻 R0 中不损耗功率， 而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。(4) 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路， 都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。R0+EabISR0abR0+EabISR0ab第三十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例1:求下列各电路的等效电源解:+abU25V(a)+abU5V(c)+(c)a+-2V5VU+-b2+(b

19、)aU 5A23b+(a)a+5V32U+a5AbU3(b)+第三十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例2:试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电阻中的电流。解:8V+22V+2I(d)2由图(d)可得6V3+12V2A6112I(a)2A3122V+I2A61(b)4A2222V+I(c)第三十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例3： 解：统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1 电阻中的电流。2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 12A362AI4211AI4211A24A第三十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月解：I4211A24A1

20、I421A28V+-I4 11A42AI213A第三十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例3: 电路如图。U110V，IS2A，R11，R22，R35 ，R1 。(1) 求电阻R中的电流I；(2)计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的电压UIS；(3)分析功率平衡。解：(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)第三十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月(2)由图(a)可得：理想电压源中的电流理想电流源两端的电压aIRISbI1R1(c)aIR

21、1RIS+_U1b(b)第三十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月各个电阻所消耗的功率分别是：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 都是电源，发出的功率分别是：第三十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 1. 3 基尔霍夫定律支路：电路中的每一个分支。 一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点（节点）：三条或三条以上支路的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。网孔：内部不含支路的回路。I1I2I3123ba+-E2R2+ -R3R1E1第四十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例1：支路：ab、b

22、c、ca、 （共6条）回路：abda、abca、 adbca （共7 个）结点：a、 b、c、d (共4个）网孔：abd、 abc、bcd （共3 个）adbcE+GR3R4R2I2I4IGI1I3IR1第四十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.3.1 基尔霍夫电流定律(KCL定律)1定律 即: 入= 出 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。 实质: 电流连续性的体现。或: = 0对结点 a：I1+I2 = I3或 I1+I2I3= 0 基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。ba+-E2R2+ -R3R1E1I1I2I3第四十二

23、张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。2推广I =?例:I = 0IA + IB + IC = 02+_+_I51156V12VIAIBICAIBCIABACBIC广义结点第四十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。1.3.2 基尔霍夫电压定律（KVL定律)1定律即： U = 0 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。对回路1：对回路2： E1 = I1 R1 +I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或 I1 R1

24、 +I3 R3 E1 = 0 或 I2 R2+I3 R3 E2 = 0 12 基尔霍夫电压定律（KVL） 反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。I1I2I3ba+-E2R2+ -R3R1E1第四十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1列方程前标注回路循行方向； 电位升 = 电位降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 02应用 U = 0列方程时，项前符号的确定： 如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3. 开口电压可按回路处理 注意：1对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_第四十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例：

25、对网孔abda：对网孔acba：对网孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 E = 0对回路 adbca，沿逆时针方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0应用 U = 0列方程对回路 cadc，沿逆时针方向循行： I2 R2 I1 R1 + E = 0adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I第四十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.4 支路电流法支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫 定律（KCL、KVL）列方程组求解。对上图电路支路数： b=

26、3 结点数：n =2123回路数 = 3 单孔回路（网孔）=2若用支路电流法求各支路电流应列出三个方程ba+-E2R2+ -R3R1E1I1I3I2第四十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1. 在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路 标出回路循行方向。2. 应用 KCL 对结点列出 ( n1 )个独立的结点电流 方程。3. 应用 KVL 对回路列出 b( n1 ) 个独立的回路 电压方程(通常可取网孔列出)。4. 联立求解 b 个方程，求出各支路电流。对结点 a：例1 ：12I1+I2I3=0对网孔1：对网孔2：I1 R1 +I3 R3=E1I2 R2+I3 R3=E2支路电流

27、法的解题步骤:ba+-E2R2+ -R3R1E1I1I3I2第四十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月(1) 应用KCL列(n-1)个结点电流方程 因支路数 b=6，所以要列6个方程。(2) 应用KVL选网孔列回路电压方程(3) 联立解出 IG 支路电流法是电路分析中最基本的方法之一，但当支路数较多时，所需方程的个数较多，求解不方便。例2：对结点 a： I1 I2 IG = 0对网孔abda：IG RG I3 R3 +I1 R1 = 0对结点 b： I3 I4 +IG = 0对结点 c： I2 + I4 I = 0对网孔acba：I2 R2 I4 R4 IG RG = 0对网孔bcdb

28、：I4 R4 + I3 R3 = E 试求检流计中的电流IG。RGadbcE+GR3R4R2I2I4IGI1I3IR1第四十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 支路数b =4，但恒流源支路的电流已知，则未知电流只有3个，能否只列3个方程？例3：试求各支路电流。可以。注意： (1) 当支路中含有恒流源时，若在列KVL方程时，所选回路中不包含恒流源支路，这时，电路中有几条支路含有恒流源，则可少列几个KVL方程。 (2) 若所选回路中包含恒流源支路, 则因恒流源两端的电压未知，所以，有一个恒流源就出现一个未知电压，因此，在此种情况下不可少列KVL方程。baI2I342V+I11267A3c

29、d12支路中含有恒流源第五十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月(1) 应用KCL列结点电流方程 支路数b =4，但恒流源支路的电流已知，则未知电流只有3个，所以可只列3个方程。(2) 应用KVL列回路电压方程(3) 联立解得：I1= 2A， I2= 3A， I3=6A 例3：试求各支路电流。对结点 a： I1 + I2 I3 = 7对回路1：12I1 6I2 = 42对回路2：6I2 + 3I3 = 0 当不需求a、c和b、d间的电流时，(a、c)( b、d)可分别看成一个结点。支路中含有恒流源。12 因所选回路不包含恒流源支路，所以，3个网孔列2个KVL方程即可。baI2I342V+

30、I11267A3cd第五十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月(1) 应用KCL列结点电流方程 支路数b =4, 且恒流源支路 的电流已知。(2) 应用KVL列回路电压方程(3) 联立解得：I1= 2A， I2= 3A， I3=6A 例3：试求各支路电流。对结点 a： I1 + I2 I3 = 7对回路1：12I1 6I2 = 42对回路2：6I2 + UX = 012 因所选回路中包含恒流源支路，而恒流源两端的电压未知，所以有3个网孔则要列3个KVL方程。3+UX对回路3：UX + 3I3 = 0baI2I342V+I11267Acd3第五十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6

31、月1. 5 结点电压法结点电压的概念： 任选电路中某一结点为零电位参考点(用 表示)，其它各结点对参考点的电压，称为结点电压。 结点电压的参考方向从结点指向参考结点。结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。结点电压法：以结点电压为未知量，列方程求解。 在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律求出各支路的电流或电压。 在左图电路中只含有两个结点，若设 b 为参考结点，则电路中只有一个未知的结点电压。baI2I3 E+I1 R R2 IS R3第五十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月2个结点的结点电压方程的推导设：Vb = 0 V 结点电压为 U，参考方向从 a 指向 b。2

32、. 应用欧姆定律求各支路电流1. 用KCL对结点 a 列方程 I1 + I2 I3 I4 = 0E1+I1R1U+baE2+I2I4E1+I1R1R2R4+UE3+R3I3第五十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月将各电流代入KCL方程则有整理得注意：(1) 上式仅适用于两个结点的电路。(2) 分母是各支路电导之和, 恒为正值； 分子中各项可以为正，也可以可负。(3) 当电动势E 与结点电压的参考方向相反时取正号，相同时则取负号，而与各支路电流的参考方向无关。即结点电压公式第五十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例1：试求各支路电流。解: (1) 求结点电压 Uab(2) 应

33、用欧姆定律求各电流 电路中有一条支路是理想电流源，故节点电压的公式要改为baI2I342V+I1127A3IsE6 IS与Uab的参考方向相反取正号, 反之取负号。 第五十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例2:计算电路中A、B 两点的电位。C点为参考点。I3AI1B55+15V101015+-65VI2I4I5CI1 I2 + I3 = 0I5 I3 I4 = 0解：(1) 应用KCL对结点A和 B列方程(2) 应用欧姆定律求各电流(3) 将各电流代入KCL方程，整理后得5VA VB = 30 3VA + 8VB = 130解得: VA = 10V VB = 20V第五十七张，PP

34、T共八十三页，创作于2022年6月1.6 叠加原理 叠加原理：对于线性电路，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。原电路+= 叠加原理R1(a)R3I1I3E1+R2I2E2I1I2E1 单独作用R1(b)R3I3E1+R2E2单独作用R2(c)R3E1+R1I1I2I3第五十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月E2单独作用时(c)图)E1 单独作用时(b)图)原电路+=R1(a)R3I1I3E1+R2I2E2I1I2E1 单独作用R1(b)R3I3E1+R2E2单独作用R2(c)R3E2+R1I1I2I3第五十九

35、张，PPT共八十三页，创作于2022年6月原电路+=R1(a)R3I1I3E1+R2I2E2I1I2E1 单独作用R1(b)R3I3E1+R2E2单独作用R2(c)R3E1+R1I1I2I3同理: 用支路电流法证明见教材P50第六十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 叠加原理只适用于线性电路。 不作用电源的处理： E = 0，即将E 短路； Is= 0，即将 Is 开路 。 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算， 但功率P不能用叠加原理计算。例： 注意事项： 应用叠加原理时可把电源分组求解 ，即每个分电路 中的电源个数可以多于一个。 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。 若分电流

36、、分电压与原电路中电流、电压的参考方 向相反时，叠加时相应项前要带负号。第六十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例1： 电路如图，已知 E =10V、IS=1A ，R1=10 , R2= R3= 5 ，试用叠加原理求流过 R2的电流 I2和理想电流源 IS 两端的电压 US。 (b) E单独作用 将 IS 断开(c) IS单独作用 将 E 短接解：由图( b) (a)+ER3R2R1ISI2+USR2+R3R1I2+USR2R1ISR3I2+ US第六十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 解：由图(c) (a)+ER3R2R1ISI2+USR2(b) E单独作用 +R3R1

37、I2+US(c) IS单独作用 R2R1ISR3I2+ US例1： 电路如图，已知 E =10V、IS=1A ，R1=10 , R2= R3= 5 ，试用叠加原理求流过 R2的电流 I2和理想电流源 IS 两端的电压 US。 第六十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例2：已知：US =1V、IS=1A 时， Uo=0VUS =10 V、IS=0A 时，Uo=1V求：US = 0 V、IS=10A 时， Uo=? 解：电路中有两个电源作用，根据叠加原理可设 Uo = K1US + K2 IS当 US =10 V、IS=0A 时，当 US = 1V、IS=1A 时，US线性无源网络UoI

38、S+- 得 0 = K1 1 + K2 1 得 1 = K1 10+K2 0联立两式解得： K1 = 0.1、K2 = 0.1 所以 Uo = K1US + K2 IS = 0.1 0 +( 0.1 ) 10 = 1V第六十四张，PPT共八十三页，创作于2022年6月齐性定理 只有一个电源作用的线性电路中，各支路的电压或电流和电源成正比。如图：若 E1 增加 n 倍，各电流也会增加 n 倍。 可见：R2+E1I2I3R1I1R2第六十五张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.7 戴维宁定理与诺顿定理 二端网络的概念： 二端网络：具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络：二端网络中没有电源

39、。 有源二端网络：二端网络中含有电源。无源二端网络 有源二端网络 baE+R1R2ISR3R4baE+R1R2ISR3第六十六张，PPT共八十三页，创作于2022年6月abRab无源二端网络+_ER0ab 电压源（戴维宁定理） 电流源（诺顿定理）ab有源二端网络abISR0无源二端网络可化简为一个电阻有源二端网络可化简为一个电源第六十七张，PPT共八十三页，创作于2022年6月1.7.1 戴维宁定理 任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻 R0 串联的电源来等效代替。 有源二端网络RLab+UIER0+_RLab+UI 等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除

40、去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络 a 、b两端之间的等效电阻。 等效电源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后 a 、b两端之间的电压。等效电源第六十八张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例1： 电路如图，已知E1=40V，E2=20V， R1=R2=4， R3=13 ，试用戴维宁定理求电流I3。注意：“等效”是指对端口外等效 即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。ER0+_R3abI3等效电源有源二端网络E1I1E2I2R2I3R3+R1+ab第六十九张，PPT共八十三页，创作于2022年6月解：(1) 断开待求支路求

41、等效电源的电动势 E例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4， R3=13 ，试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+R1+abR2E1IE2+R1+ab+U0E 也可用结点电压法、叠加原理等其它方法求。E = U0= E2 + I R2 = 20V +2.5 4 V= 30V或：E = U0 = E1 I R1 = 40V 2.5 4 V = 30V第七十张，PPT共八十三页，创作于2022年6月 解：(2) 求等效电源的内阻R0 除去所有电源(理想电压源短路，理想电流源开路) 例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4, R3=13

42、 ，试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+R1+abR2R1abR0从a、b两端看进去， R1 和 R2 并联实验法求等效电阻R0=U0/ISC第七十一张，PPT共八十三页，创作于2022年6月解：(3) 画出等效电路求电流I3例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4， R3=13 ，试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+R1+abER0+_R3abI3第七十二张，PPT共八十三页，创作于2022年6月例2：已知：R1=5 、 R2=5 R3=10 、 R4=5 E=12V、RG=10 试用戴维宁定理求检流计中的电流IG。有源二端网络E+GR4R2IGRGR1R3abE+GR3R4R1R2IGRG第七十三张，PPT共八十三页，创作于2022年6月解: (1) 求开路电压U0E = Uo = I1 R2 I2 R4 = 1.2 5V 0.8 5 V = 2V或：E = Uo = I2 R3 I1R1 = (0.810 1