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文档简介
电路主讲人:郭福雁所属部门:电子与信息工程系电气工程及其自动化教研室2.电阻电路的等效变换3.电阻电路的一般分析4.电路定理5.含有运算放大器的电阻电路1.电路模型和电路定律7.一阶电路和二阶电路的时域分析8.相量法6.储能元件10.含有耦合电感的电路11.电路的频率响应12.三相电路9.正弦稳态电路的分析目录电气工程及其自动化教研室第1章电路模型和电路定律电容元件1.4电流和电压的参考方向1.1电压源和电流源1.6电功率和能量1.2受控电源1.7电阻元件1.3基尔霍夫定律1.8电感元件1.5电气工程及其自动化教研室第1章电路模型和电路定律基本概念电路——电路模型电路中的物理量电压、电流功率、能量电源独立电源:电压源、电流源非独立电源:受控源基本元件电阻元件:电压与电流的关系、功率关系、能量关系电感元件:电压与电流的关系、功率关系、能量关系电容元件:电压与电流的关系、功率关系、能量关系基本定律欧姆定律——电阻电路的欧姆定律基尔霍夫定律电压定律(KVL)电流定律(KCL)电气工程及其自动化教研室1.电压、电流的参考方向3.基尔霍夫定律
重点:(circuitelements)
(circuitlaws)
2.电路元件特性第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室引言——电路和电路模型(model)1.实际电路功能a能量的传输、分配与转换(如电力系统);b信息的传递与处理(如扩音机)。共性建立在同一电路理论基础上由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。2.电路模型(circuitmodel)导线电池开关灯泡电路图理想电路元件有某种确定的电磁性能的理想元件电路模型第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室几种基本的电路元件:电阻元件:表示消耗电能的元件电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件电源元件:表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件注
具有相同的主要电磁性能的实际电路部件,在一定条件下可用同一模型表示;
同一实际电路部件在不同的应用条件下,其模型可以有不同的形式第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.1电流和电压的参考方向(referencedirection)
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。1.电流的参考方向(currentreferencedirection)电流电流强度带电粒子有规则的定向运动单位时间内通过导体横截面的电荷量第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室方向规定正电荷的运动方向为电流的实际方向单位1kA=103A1mA=10-3A1
A=10-6AA(安培)、kA、mA、A元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向实际方向
AABB问题复杂电路或电路中的电流随时间变化时,电流的实际方向往往很难事先判断第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室参考方向i
参考方向大小方向(正负)电流(代数量)任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。ABi
参考方向i参考方向i>0i<0实际方向实际方向电流的参考方向与实际方向的关系:AABB第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电流参考方向的两种表示:
用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。
用双下标表示:如iAB
,电流的参考方向由A指向B。iABiABAB第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电压U单位:V(伏)、kV、mV、
V2.电压的参考方向(voltagereferencedirection)单位正电荷q从电路中一点移至另一点时电场力做功(W)的大小
电位单位正电荷q从电路中一点移至参考点(=0)时电场力做功的大小实际电压方向电位真正降低的方向第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室例已知:4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J,由b点移动到c点电场力做功为12J,(1)若以b点为参考点,求a、b、c点的电位和电压Uab、Ubc;(2)若以c点为参考点,再求以上各值解:acb(1)以b点为电位参考点第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室abc解(2)电路中电位参考点可任意选择;参考点一经选定,电路中各点的电位值就是唯一的;当选择不同的电位参考点时,电路中各点电位值将改变,但任意两点间电压保持不变。结论以c点为电位参考点第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室问题复杂电路或交变电路中,两点间电压的实际方向往往不易判别,给实际电路问题的分析计算带来困难。
电压(降)的参考方向U>0参考方向U+–+实际方向+实际方向参考方向U+–
<0U假设的电压降低的方向第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电压参考方向的三种表示方式:(1)用箭头表示(2)用正负极性表示(3)用双下标表示UU+ABUAB第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室元件或支路的u,i采用相同的参考方向称之为关联参考方向。
反之,称为非关联参考方向。关联参考方向非关联参考方向3.关联参考方向i+-+-iUU第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室注(1)分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。(2)参考方向一经选定,必须在图中相应位置标注(包括方向和符号),在计算过程中不得任意改变。(3)参考方向不同时,其表达式相差一负号,但实际方向不变。ABABi例+-U电压电流参考方向如图中所标,问:对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否?答:A电压、电流参考方向非关联;B电压、电流参考方向关联。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.2电路元件的功率(power)1.电功率功率的单位:W(瓦)(Watt,瓦特)能量的单位:J(焦)(Joule,焦耳)单位时间内电场力所做的功。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室2.电路吸收或发出功率的判断
u,i
取关联参考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(实际吸收)P<0吸收负功率(实际发出)p=ui
表示元件发出的功率P>0
发出正功率(实际发出)P<0发出负功率(实际吸收)
u,i
取非关联参考方向+-iu+-iu第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室例564123I2I3I1++++++-----U6U5U4U3U2U1求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。已知:U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3VI1=2A,I2=1A,I3=-1A。解:注对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.3电阻元件(resistor)2.线性定常电阻元件电路符号R电阻元件对电流呈现阻力的元件。其伏安关系用u~i平面的一条曲线来描述:iu任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。1.定义伏安特性第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室
u~i
关系R称为电阻,单位:
(欧)(Ohm,欧姆)满足欧姆定律(Ohm’sLaw)ui
单位G称为电导,单位:S(西门子)(Siemens,西门子)u、i取关联参考方向Rui+-伏安特性为一条过原点的直线第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室(2)如电阻上的电压与电流参考方向非关联公式中应冠以负号注(3)说明线性电阻是无记忆、双向性的元件欧姆定律(1)只适用于线性电阻,(R为常数)则欧姆定律写为u–Rii–Gu公式和参考方向必须配套使用!Rui+-第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室3.功率和能量上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。p
–ui–(–Ri)i
i2R
–u(–u/R)
u2/Rp
ui
i2R
u2/R功率:Rui+-Rui+-第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室可用功表示。从t到t0电阻消耗的能量:Riu+–4.电阻的开路与短路能量:短路开路ui第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.4电容元件电容器在外电源作用下,正负电极上分别带上等量异号电荷,撤去电源,电极上的电荷仍可长久地聚集下去,是一种储存电能的部件。_+qq
U电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。注意第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.定义电容元件储存电能的两端元件。任何时刻其储存的电荷q
与其两端的电压
u能用q~u
平面上的一条曲线来描述。uq库伏特性o第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室
任何时刻,电容元件极板上的电荷q与电压u成正比。q
u
特性曲线是过原点的直线。quo
2.线性时不变电容元件电容器的电容第1章电路模型和电路定律电路符号C+-u+q-qF(法拉),常用F,pF等表示。单位1F=106
F1
F=106pF电气工程及其自动化教研室3.电容的电压
电流关系电容元件VCR的微分形式u、i
取关联参考方向C+-ui第1章电路模型和电路定律当u为常数(直流)时,i=0。电容相当于开路,电容有隔断直流作用;表明某一时刻电容电流i的大小取决于电容电压
u
的变化率,而与该时刻电压
u
的大小无关。电容是动态元件;实际电路中通过电容的电流
i
为有限值,则电容电压u必定是时间的连续函数。电气工程及其自动化教研室某一时刻的电容电压值与-
到该时刻的所有电流值有关,即电容元件有记忆电流的作用,故称电容元件为记忆元件。表明研究某一初始时刻t0
以后的电容电压,需要知道t0时刻开始作用的电流i
和t0时刻的电压u(t0)。电容元件VCR的积分形式第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室当电容的
u,i
为非关联方向时,上述微分和积分表达式前要冠以负号;注意上式中u(t0)称为电容电压的初始值,它反映电容初始时刻的储能状况,也称为初始状态。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室4.电容的功率和储能当电容充电,p>0,
电容吸收功率。当电容放电,p<0,电容发出功率。功率
电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来,在另一段时间内又把能量释放回电路,因此电容元件是储能元件,它本身不消耗能量。u、i取关联参考方向表明第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电容的储能第1章电路模型和电路定律电容的储能只与当时的电压值有关,电容电压不能跃变,反映了储能不能跃变;电容储存的能量一定大于或等于零。表明电气工程及其自动化教研室1.5电感元件i(t)+-u(t)电感线圈
把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈,当电流通过线圈时,将产生磁通,是一种抵抗电流变化、储存磁能的部件。
(t)=N(t)第1章电路模型和电路定律1.定义电感元件储存磁能的两端元件。任何时刻,其特性可用
~i
平面上的一条曲线来描述。电气工程及其自动化教研室i
韦安特性0第1章电路模型和电路定律任何时刻,通过电感元件的电流i
与其磁链
成正比。
~i
特性为过原点的直线。2.线性时不变电感元件
io
电气工程及其自动化教研室电路符号H(亨利),常用
H,mH表示。+-u(t)iL单位电感器的自感1H=103
mH1mH=103
H第1章电路模型和电路定律3.线性电感的电压、电流关系u、i取关联参考方向+-u(t)iL根据电磁感应定律与楞次定律电感元件VCR的微分关系电气工程及其自动化教研室电感电压u
的大小取决于i
的变化率,与i
的大小无关,电感是动态元件;当i为常数(直流)时,u=0。电感相当于短路;实际电路中电感的电压
u为有限值,则电感电流i
不能跃变,必定是时间的连续函数.+-u(t)iL表明第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电感元件VCR的积分关系表明某一时刻的电感电流值与-
到该时刻的所有电流值有关,即电感元件有记忆电压的作用,电感元件也是记忆元件。研究某一初始时刻t0
以后的电感电流,不需要了解t0以前的电流,只需知道t0时刻开始作用的电压u
和t0时刻的电流i(t0)。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室注意当电感的
u,i
为非关联方向时,上述微分和积分表达式前要冠以负号;上式中i(t0)称为电感电压的初始值,它反映电感初始时刻的储能状况,也称为初始状态。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室4.电感的功率和储能功率u、i取关联参考方向当电流增大,p>0,
电感吸收功率。当电流减小,p<0,电感发出功率。电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来,在另一段时间内又把能量释放回电路,因此电感元件是无源元件、是储能元件,它本身不消耗能量。表明第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室从t0到t
电感储能的变化量:电感的储能第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.6电源元件(independentsource)其两端电压总能保持定值或一定的时间函数,其值与流过它的电流i无关的元件叫理想电压源。电路符号1.理想电压源定义i+_第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室ui电源两端电压由电源本身决定,与外电路无关;与流经它的电流方向、大小无关。通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。
理想电压源的电压、电流关系伏安关系例Ri-+外电路电压源不能短路!第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电压源的功率电场力做功,电源吸收功率。(1)电压、电流的参考方向非关联;物理意义:+_iu+_+_iu+_电流(正电荷)由低电位向高电位移动,外力克服电场力作功电源发出功率。
发出功率,起电源作用(2)电压、电流的参考方向关联;物理意义:吸收功率,充当负载或:发出负功第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室计算图示电路各元件的功率。例:+_i+_+_10V5V解发出发出吸收满足:P(发)=P(吸)第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室
实际电压源也不允许短路。因其内阻小,若短路,电流很大,可能烧毁电源。usuiO
实际电压源i+_u+_考虑内阻伏安特性一个好的电压源要求第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室其输出电流总能保持定值或一定的时间函数,其值与它的两端电压u无关的元件叫理想电流源。电路符号2.理想电流源定义u+_(1)电流源的输出电流由电源本身决定,与外电路无关;与它两端电压方向、大小无关电流源两端的电压由电源及外电路共同决定
理想电流源的电压、电流关系ui伏安关系第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室例外电路电流源不能开路!Ru-+实际电流源的产生可由稳流电子设备产生,如晶体管的集电极电流与负载无关;光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电流源的功率(1)电压、电流的参考方向非关联;发出功率,起电源作用(2)电压、电流的参考方向关联;吸收功率,充当负载或:发出负功u+_u+_第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室例:计算图示电路各元件的功率。解发出发出满足:P(发)=P(吸)+_u+_2A5Vi第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室实际电流源也不允许开路。因其内阻大,若开路,电压很高,可能烧毁电源。isuiO
实际电流源考虑内阻伏安特性一个好的电流源要求u+_i第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室【例】求图示电路中,RL分别为2Ω、5Ω、10Ω情况下,I、U及电流源、电压源、负载的功率。解:电流I恒等于2A。吸收发出吸收第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室吸收发出第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室吸收发出发出第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.7受控电源(非独立源)(controlledsourceordependentsource)电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数,而是受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源,称受控源。电路符号+–受控电压源1.定义受控电流源第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室(1)电流控制的电流源(CCCS)
:电流放大倍数根据控制量和被控制量是电压u或电流i,受控源可分四种类型:当被控制量是电压时,用受控电压源表示;当被控制量是电流时,用受控电流源表示。2.分类四端元件bi1+_u2i2_u1i1+输出:受控部分输入:控制部分例:晶体三极管第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室g:转移电导(2)电压控制的电流源(VCCS)u1gu1+_u2i2_i1+(3)电压控制的电压源(VCVS)
u1+_u2i2_u1i1++-
:电压放大倍数例:电子三极管例:场效应管第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室ri1+_u2i2_u1i1++-(4)电流控制的电压源(CCVS)r:转移电阻例电路模型例:直流发电机第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室受控电源吸收的功率为例:计算受控电源吸收的功率。
受控电源吸收的功率为负值,即受控电源是向负载RL提供功率。因此受控电源是一种有源元件。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室受控电源是一种常用的电路元件,在电路中常被用来模拟电子器件中所发生的物理现象。如晶体管用受控电源表示的模型。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室(1)非独立的电源:不能独立向外电路提供能量。(2)具有两重性:电源性、电阻性。注意:独立电源在电路中可以独立地起“激励”作用,是实际电路电能或电信号的“源泉”。受控源是描述电子器件中某一支路对另一支路控制作用的理想模型,本身不直接起“激励”作用。线性时不变受控源特点:第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室3.受控源与独立源的比较(1)独立源电压(或电流)由电源本身决定,与电路中其它电压、电流无关,而受控源电压(或电流)由控制量决定。(2)独立源在电路中起“激励”作用,在电路中产生电压、电流,而受控源只是反映输出端与输入端的受控关系,在电路中不能作为“激励”。例求:电压u2。解5i1+_u2_u1=6Vi1++-3第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.8基尔霍夫定律(Kirchhoff’sLaws)基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律,是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.几个名词电路中通过同一电流的分支。(b)三条或三条以上支路的连接点称为节点。(
n
)b=3an=2b+_R1uS1+_uS2R2R3(1)支路(branch)电路中每一个两端元件就叫一条支路i3i2i1(2)节点(node)b=5第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室由支路组成的闭合路径。(l)两节点间的一条通路。由支路构成。对平面电路,其内部不含任何支路的回路称网孔。l=3+_R1uS1+_uS2R2R3123(3)路径(path)(4)回路(loop)(5)网孔(mesh)网孔是回路,但回路不一定是网孔第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室2.基尔霍夫电流定律(KCL)令流出为“+”,有:例
在集总参数电路中,任意时刻,对任意结点流出或流入该结点电流的代数和等于零。流进的电流等于流出的电流第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1
32例三式相加得:表明KCL可推广应用于电路中包围多个结点的任一闭合面明确(1)KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的反映;(2)KCL是对支路电流加的约束,与支路上接的是什么元件无关,与电路是线性还是非线性无关;(3)KCL方程是按电流参考方向列写,与电流实际方向无关。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室(2)选定回路绕行方向,顺时针或逆时针.–U1–US1+U2+U3+U4+US4=03.基尔霍夫电压定律(KVL)
在集总参数电路中,任一时刻,沿任一闭合路径绕行,各支路电压的代数和等于零。I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4(1)标定各元件电压参考方向U2+U3+U4+US4=U1+US1
或:–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室aUsb__-+++U2U1例KVL也适用于电路中任一假想的回路明确(1)KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律;(2)KVL是对回路电压加的约束,与回路各支路上接的是什么元件无关,与电路是线性还是非线性无关;(3)KVL方程是按电压参考方向列写,与电压实际方向无关。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室4.KCL、KVL小结:(1)KCL是对支路电流的线性约束,KVL是对回路电压的线性约束。(2)KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。(3)KCL表明在每一节点上电荷是守恒的;KVL是能量守恒的具体体现(电压与路径无关)。(4)KCL、KVL只适用于集总参数的电路。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室1.2.第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电路的基本概念和定理知识点小结1、实际电路的几何尺寸远小于电路工作信号的波长时,可用电路元件连接而成的集总参数电路(模型)来模拟。基尔霍夫定律适用于任何集总参数电路。2、基尔霍夫定律(KCL)陈述为:对于任何集总参数电路,在任一时刻,流出任一节点或封闭的全部支路电流的代数和等于零。3、基尔霍夫定律(KVL)陈述为:对于任何集总参数电路,在任一时刻,任一回路或闭合节点序列的各段电压的代数和等于零。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室4、一般来说,二端电阻由代数方程f(u,i)
=0来表征。线性电阻满足欧姆定律(u=Ri),其特性曲线是u-i平面上通过原点的直线。5、电压源的特性曲线是u-i平面上平行于i轴的垂直线。电压源的电压按给定时间函数us(t)变化,其电流由us(t)和外电路共同确定。6、电流源的特性曲线是u-i平面上平行于u轴的水平线。电流源的电流按给定时间函数is(t)变化,其电压由is(t)和外电路共同确定。第1章电路模型和电路定律知识点小结电气工程及其自动化教研室例:
试计算图示电路中每个电阻消耗的功率,并通过计算电压源和电流源所提供的功率,确定电阻消耗功率的来源。
解:在图示电路中,电阻消耗的功率为电流源输出的功率为第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室电压源输出的功率为负号表示电压源不输出功率而是吸收功率,即电流源对电压源充电。可见,电阻消耗的功率全是由电流源提供的。第1章电路模型和电路定律电气工程及其自动化教研室第2章电阻电路的等效变换2.电阻的串、并联;4.电压源和电流源的等效变换;3.Y—
变换;
重点:1.电路等效的概念;4.电容、电感元件的串联与并联;2.1引言电阻电路仅由电源和线性电阻构成的电路分析方法(1)欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电阻电路的依据;(2)等效变换的方法,也称化简的方法电气工程及其自动化教研室2.2电路的等效变换
任何一个复杂的电路,向外引出两个端钮,且从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流,则称这一电路为二端络网(或一端口网络)。1.两端电路(网络)无源无源一端口2.两端电路等效的概念两个两端电路,端口具有相同的电压、电流关系,则称它们是等效的电路。ii第2章电阻电路的等效变换B+-uiC+-ui等效对A电路中的电流、电压和功率而言,满足BACA明确(1)电路等效变换的条件(2)电路等效变换的对象(3)电路等效变换的目的两电路具有相同的VCR未变化的外电路A中的电压、电流和功率化简电路,方便计算第2章电阻电路的等效变换2.3电阻的串联、并联和串并联(1)电路特点1.电阻串联(SeriesConnectionofResistors)+_R1Rn+_U
ki+_u1+_unuRk(a)各电阻顺序连接,流过同一电流(KCL);(b)总电压等于各串联电阻的电压之和(KVL)。第2章电阻电路的等效变换由欧姆定律结论:等效串联电路的总电阻等于各分电阻之和。(2)等效电阻u+_Reqi+_R1Rn+_Uki+_u1+_unuRk第2章电阻电路的等效变换(3)串联电阻的分压说明电压与电阻成正比,因此串连电阻电路可作分压电路+_uR1R2+-u1-+u2iºº注意方向!例两个电阻的分压:第2章电阻电路的等效变换(4)功率p1=R1i2,p2=R2i2,,pn=Rni2p1:p2::pn=R1:R2::Rn总功率
p=Reqi2=(R1+R2+…+Rn)i2=R1i2+R2i2+
+Rni2=p1+p2++pn(1)电阻串连时,各电阻消耗的功率与电阻大小成正比(2)等效电阻消耗的功率等于各串连电阻消耗功率的总和表明第2章电阻电路的等效变换2.电阻并联(ParallelConnection)inR1R2RkRni+ui1i2ik_(1)电路特点(a)各电阻两端分别接在一起,两端为同一电压(KVL);(b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和
(KCL)。i=i1+i2+…+ik+…+in第2章电阻电路的等效变换电气工程及其自动化教研室第2章电阻电路的等效变换inR1R2RkRni+ui1i2ik_等效由KCL:i=i1+i2+…+ik+…+in=u/R1+u/R2
+…+u/Rn=u(1/R1+1/R2+…+1/Rn)=uGeqG=1/R为电导(2)等效电阻+u_iReq等效电导等于并联的各电导之和电气工程及其自动化教研室(3)并联电阻的电流分配对于两电阻并联,有:R1R2i1i2iºº电流分配与电导成正比电气工程及其自动化教研室(4)功率p1=G1u2,p2=G2u2,,pn=Gnu2p1:p2::pn=G1:G2::Gn总功率
p=Gequ2=(G1+G2+…+Gn)u2=G1u2+G2u2+
+Gnu2=p1+p2++pn(1)电阻并联时,各电阻消耗的功率与电阻大小成反比(2)等效电阻消耗的功率等于各并联电阻消耗功率的总和表明第2章电阻电路的等效变换电气工程及其自动化教研室3.电阻的串并联例电路中有电阻的串联,又有电阻的并联,这种连接方式称电阻的串并联。计算各支路的电压和电流。i1+-i2i3i4i518
6
5
4
12
165V165Vi1+-i2i318
9
5
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电气工程及其自动化教研室从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤:(1)求出等效电阻或等效电导;(2)应用欧姆定律求出总电压或总电流;(3)应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压以上的关键在于识别各电阻的串联、并联关系!例6
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dcba求:Rab,Rcd等效电阻针对电路的某两端而言,否则无意义。第2章电阻电路的等效变换电气工程及其自动化教研室2.
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