模块2 线性电路的分析和定理《电工技术基础》教学课件

第X章XXXX模块2

基本元件和定律第二章线性电路的分析和定理第一节电源模型的等效变换法第二节支路电流法第三节结点电压法第四节叠加原理第五节戴维南定理与诺顿定理第六节最大功率传输定理第一节电源模型的等效变换法一、电源模型的基本概念二、电源模型等效变换三、电源模型等效变换实例电压源模型电路电流源模型电路一、电源模型的基本概念电压源模型电路电流源模型电路二、电源模型等效变换等效变换二、电源模型等效变换电源模型外接负载电阻RL等效互换条件

则上式成立，等效变换必须满足条件为US=RIS二、电源模型等效变换三、电源模型等效变换实例例1：用等效变换法求I。解三、电源模型等效变换实例例1：用等效变换法求I。解例2：用等效变换法求电流I。三、电源模型等效变换实例解例2：用等效变换法求电流I。三、电源模型等效变换实例解例3：用等效变换法求电流I。三、电源模型等效变换实例解例3：用等效变换法求电流I。三、电源模型等效变换实例解例3：用等效变换法求电流I。三、电源模型等效变换实例解第二节支路电流法

一、支路电流法基本概念二、例题支路电流法：

对一个具有b条支路和n个结点的电路，以支路电流为独立变量，根据KCL列(n-1)个独立方程、根据KVL列(b-n+1)个独立方程，解得各支路电流。

步骤：

(1)设定各支路i的参考方向；(2)根据KCL对(n-1)个独立结点列方程；

(3)选取

(b-n+1)个独立回路，指定回路的绕行方向，列出KVL回路方程。

一、支路电流法基本概念例1：试列出支路电流法所需的方程。二、例题KCLKVL方程I1

、I2

、I3、I4、I51、设变量：各支路电流2、列方程：KCL、KVL解：例2：

二、例题试用支路电流法，求电路中的电压。

解：对结点a列KCL方程，有列KVL方程：联立方程组求解第三节结点电压法

一、结点电压法基本概念二、例题1、设参考结点任选一个结点作为参考结点；2、设变量设其他结点与此参考结点之间的为结点电压变量。3、列KCL方程结点电压是以参考结点为负，其余独立结点为正。结点电压法(设电路结点为n个)

以结点电压为独立变量，列KCL的结点电流方程(n-1)个，解得各结点的电压。一、结点电压法基本概念解题步骤：例1：列结点A的KCL方程解：则电流I1、I2为试用结点电压法求UA、I1、I2。二、例题例2：解：试用结点电压法求I。二、例题1、设参考结点2、设变量UA、UB例2：解：试求I。二、例题结点A的KCL方程为结点B的KCL方程为例2：试求I。二、例题解：结点A的KCL方程为结点B的KCL方程为则电流为解联立式A例3：解：试用结点电压法求I、U。二、例题1、设参考结点2、设变量UB、UC

、UD例3：试求I、U。二、例题解：V列KCL方程：结点A结点B结点C例3：试求I、U。二、例题解：V解联立方程组求解得则A第四节叠加原理一、叠加定理基本概念二、例题叠加原理：

线性电路中，任一电流或电压都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处产生的电流或电压的叠加。注意：

不适用于非线性电路

不作用的独立电源置零对含有受控源的电路，受控源应保留在各叠加电路中。

功率计算不能使用迭加原理。一、叠加定理基本概念叠加原理：

线性电路中，任一电流或电压都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处产生的电流或电压的叠加。解题步骤：（1）画出各个独立电源单独作用时的叠加电路图。（2）计算各叠加电路图中待求变量。（3）叠加。一、叠加定理基本概念例1：（1）画叠加电路图解：用叠加定理求I。二、例题（2）计算各叠加电路图例1：（1）画叠加图解：用叠加定理求I。二、例题（2）计算各叠加图例1：（1）画叠加图解：用叠加定理求I。二、例题（2）计算各叠加图例1：（1）画叠加图解：用叠加定理求I。二、例题（2）计算各叠加图（3）叠加例2：（1）画叠加电路图解：用叠加定理求U1、U2、U3、U4。二、例题（2）计算各叠加电路图例2：（1）画叠加电路图解：求U1、U2、U3、U4。二、例题（2）计算各叠加电路图（3）叠加例2：（1）画叠加电路图解：求U1、U2、U3、U4。二、例题（2）计算各叠加电路图（3）叠加例3：已知US3＝US4，当S合在A点时，I＝2A；S合在B点时，I＝－2A。试用叠加定理求S合在C点时的I。二、例题当S合在A点时解：当S合在B点时当S合在C点时，得电流I为电压源US3单独作用时的电流第五节戴维南定理与诺顿定理一、戴维南定理二、诺顿定理一、戴维南定理定理:一个线性有源二端网络NS，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合置换，此电压源UOC的电压等于二端网络的开路电压，电阻等于二端网络中全部独立电源置零后的等效电阻R0。线性有源网络戴维南等效电路有源二端网络NS无源二端网络N0一、戴维南定理计算等效电阻R0串并联法外加电源法开短路法计算开路电压方式方法不限一、戴维南定理外加电源法开短路法开路电压UOC短路电流ISC外加电压源法外加电流源法例1：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求电流I。一、戴维南定理（2）求等效电阻R0（3）求电流I例1：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求电流I。（2）求等效电阻R0一、戴维南定理例1：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求电流I。（2）求等效电阻R0一、戴维南定理（3）求电流I例1：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求电流I。（2）求等效电阻R0一、戴维南定理（3）求电流I例2：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求I。一、戴维南定理例2：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求I。一、戴维南定理例2：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求I。一、戴维南定理例2：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求I。一、戴维南定理例2：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求I。（2）求等效电阻R0一、戴维南定理UAB=3V例2：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求I。（2）求等效电阻R0一、戴维南定理UAB=3V例2：（1）求开路电压UAB解：试用戴维南定理求I。（2）求等效电阻R0一、戴维南定理UAB=3VR0=4

Ω（3）求电流I例3：（1）A、B两点间的开路电压UAB解：一、戴维南定理

已知R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V，试求：（1）A、B两点间的开路电压UAB。（2）若将A、B两点短路，试用戴维南定理求该短路线中的电流IAB。例3：（1）A、B两点间的开路电压UAB解：一、戴维南定理R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V叠加得例3：（1）A、B两点间的开路电压UAB=44V

解：一、戴维南定理R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V(2)求等效电阻R0例3：（1）开路电压UAB=44V

解：一、戴维南定理R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V(2)求等效电阻R0=8Ω(3)求短路线中电流IAB二、诺顿定理任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，可以用一个电流源和电阻的并联组合置换，此电流源的电压等于网络的短路电流，电阻等于网络中全部独立电源置零后的等效电阻。线性有源网络诺顿等效电路有源二端网络NS无源二端网络N0计算等效电阻R0串并联法外加电源法开短路法计算短路电流方式方法不限二、诺顿定理诺顿定理与戴维南定理的等效变换有源二端网络诺顿等效电路戴维南等效电路例：（1）求短路电流IAB解：试用诺顿定理求电流I。二、诺顿定理例：试用诺顿定理求电流I。二、诺顿定理（1）求短路电流IAB解：例：（1）求短路电流IAB解：试用诺顿定理求电流I。（2）求等效电阻R0（3）求电流I二、诺顿定理例：（1）求短路电流IAB解：试用诺顿定理求电流I。（2）求等效电阻R0=4Ω（3）求电流I二、诺顿定理戴维南定理（诺顿定理）解题步骤

（1）将含有待求量的支路（或部分电路）移去，其余部分电路构成一个线性含源二端网络NS；（2）计算网络NS的开路电压（短路电流）；（3）计算网络NS的戴维南等效电阻；（4）将线性含源二端网络NS用戴维南等效电路（诺顿等效电路）替代，并与移去的外电路连接，计算待求量。第六节最大功率传输定理最大功率传输定理定理:设有一个电压源模型与一个电阻负载相接，当负载电阻等于电压源模型的内电阻时，则负载能从电压源模型中获得最大功率。RL上获得最大功率的条件为电压源模型与负载RL例：（1）求开路电压UAB解：在图所示电路中，当可变电阻RL等于多大时它能从电路中吸收最大的功率，并求此最大功率。最大功率传输定理（1）求开路电压UAB解：最大功率传输定理（1）求开路电压UAB解：最大功率传输定理（1）求开路电压UAB=110V解：最大功率传输定理（2）求等效电阻R0