《广电和通信设备调试工技术》课件-15串并联等

欧姆定律串并联等欧姆定律1、部分电路欧姆定律关联参考方向：R

iu非关联参考方向：R

iuUSR0+-RUS-US-RRIabU0+-2、全电路欧姆定律

U=Us–IR0Us=U+IR0=IR+IR0整理得：I=Us/(R+R0)1、电阻的描述电导

UIO(a)UIO(a)线性电阻UIO(b)非线性电阻UIO(b)电阻的连接电路分析中，如果一个元件或一段电路只有两个端钮与其外部连接，习惯上把这段电路或这个元件叫二端网络。如果一个二端网络和另一个二端网络的端口电压、端口电流关系相同，或者说有相同的伏安关系则这两个二端网络叫做等效网络。等效网络虽然内部结构各不相同，但对任何外电路，它们所起的作用完全相同。1、等效网络2、电阻的串联U+-IRI+-+-+-U+U1UnR1R2-U2电阻的串联电阻串联电路的特点:（1）通过各电阻的电流相同。

I1=I2=…=In

（2）总电压等于各电阻电压之和，即

（3）几个电阻串联，可以用一个等效电阻来替 代，等效电阻R等于各电阻之和，即:

U=U1+U2+…+Un=IR1+IR2+…+IRn=I(R1+R2+…+Rn)R=R1+R2+…+Rn两个电阻的串联----分压公式结论：电阻串联时，电阻越大，承担的电压也越大。【例1-3】如图所示，用一个满刻度偏转电流为50µA，电阻Rg为3KΩ的表头，能否用来直接测量100V的电压？如不能，应串联多大的电阻？解：满刻度时表头承受的电压为：Ug=RIg=3×50=0.15V显然不能直接测量100V的电压，需串入分压电阻。分压电阻上的电压为：Ux=100－0.15=99.85V=RxIg解得：

Rx=1997（KΩ）RxUx+-+-100VRgUg+-

3、电阻的并联若干个电阻首尾两端分别连接在两个节点上，使每个电阻承受同一电压，这种联结方式叫电阻的并联。

电阻的并联+-II1UI2InR2Rn+II1UI2InR11R2Rn+-RUI+-RI①各电阻两端的电压相同。U1=U2=…=Un

②总电流等于分流各电阻电流之和，即

或电导G=G1+G2+G3

等效电阻电阻并联电路的特点两个电阻的并联----分流公式在电阻并联时，电阻越小的承受的电流越大。

【例1-4】如图所示，用一个满刻度偏转电流为50µA，电阻Rg=3KΩ的表头，要测量20mA的电流，应该并联多大的电阻？解由题意已知，Ig=50µA,I=20mA，设给表头并联的电阻为Rg，则由分流公式得:

得Rg=7.519Ω

RxRg20mA50uAIx4、电阻的混联【例1-5】求图所示电路ab端口的等效电阻。abcdd(a)解：

由原图很难看出这几个电阻的串并联关系

观察等电位点，并对等电位点用同一字母标注，得到图(b)。W10W5W15W20bcdW4(b)W10W5W15W20bcdW4(b)a一、线性电容（C为常数）iC

u二、电容元件的电压电流关系（关联参考方向）（电容元件的VCR）电容有通交流隔直流的作用。

电容、电感及其串并联

三、电容元件储存的能量（关联参考方向）电容C在任一瞬间吸收的功率：电容C在dt时间内吸收的能量：电容C从0到t时间内吸收的能量：设u(0)=0即P>0吸收能量P<0释放能量一、线性电感（L为常数）iS+–u

N—匝数Φ—磁通Ψ—磁链电感iL+–u（安）A韦伯（Wb）亨利（H）N电感元件二、电感元件的电压电流关系u、i、e（电动势）的参考方向为关联参考方向iL+–ue电感元件对直流而言相当于短路。三、电感元件储存的能量电感L在任一瞬间吸收的功率：电感L在dt时间内吸收的能量：电感L从0到t时间内吸收的能量：设i(0)=0（关联参考方向）P>0吸收能量P<0释放能量即3、电容元件的串并联电容串联+-++--+-+-电容串联时，虽然每个电容有相同的电荷量，但每个电容承受的电压不同，容量小的电容承担较大的电压。因此在电容串联使用时，要考虑电容的耐压问题。电容并联i2i1u+-C1C2iinCn(a)iCequ+-(b)电容的并联【例1-6】已知电容C1=4μF,耐压值UM1=150V,电容C2=12μF,耐压值UM1=360V。（1）将两只电容器并联使用,等效电容是多大？最大工作电压是多少？（2）将两只电容器串联使用,等效电容是多大？最大工作电压是多少？

解（1）将两只电容器并联使用时,等效电容为

其耐压值为（2）将两只电容器串联使用时,等效电容为①求取电量的限额。

②求工作电压常用实际电源干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电源等。交流发电机、电力系统提供的正弦交流电源、交流稳压电源等。直流电源：交流电源:

一个实际电源可以用两种模型来表示。用电压的形式表示称为电压源，用电流的形式表示称为电流源。电压源、电流源及受控源

电源的输出电压与外界电路无关,即电压源输出电压的大小和方向与流经它的电流无关,也就是说无论接什么样的外电路,输出电压总保持为某一给定值或某一给定的时间函数。一、理想电压源理想电压源(交流)1、电路符号us+-Us+-理想电压源(直流)E+-或（b）直流理想电压源波形

+-+-（ａ）理想电压源（C）交流理想电压源波形

U0I特点：电流及电源的功率由外电路确定，输出电压不随外电路变化。UsUs+-IRU直流理想电压源外特性2、外特性

电源的输出电流与外界电路无关,即电源输出电流的大小和方向与它两端的电压无关,也就是说无论接什么样的外电路,输出电流总保持为某一给定值或某一给定的时间函数。二、理想电流源理想电流源(交流)1、电路符号理想电流源(直流)u+-is+-UIsU0I特点：电源的端电压及电源的功率由外电路确定，输出电流不随外电路变化。2、外特性IR直流理想电流源外特性+-UIsIs三、受控源电源：独立源：受控源：受电路中某电压或电流的控制。电压源和电流源都是独立电源。

(d)(b)+-电压控制的电压源（记作VCVS）；电流控制的电压源（记作CCVS）；电压控制的电流源（记作VCCS）；电流控制的电流源（记作CCCS）；(a)+-+-(c)+-一、理想电压源的顺串联US=U1+U2+U3

R+-US(b)+-UR(a)+-U2+-UU1U3+-+-任务六：电压源、电流源的串联与并联二、理想电压源的反串联理想电压源串联时，等效电压源的大小为各电压源的代数和。US=U1-U2+U3

R+-US(b)+-UR(a)-+U2+-UU1U3+-+-三、理想电压源的并联两个不等值的理想电压源不能并联。理想电压源与其它任何元件并联，电路的端口电压都不变，因此其等效电路仍为理想电压源。

+-+-USISUSUSR+-R+-ISUS四、电流源的同向并联IS=IS1+IS2

ISABISIS2IS1AB

电流源并联时，等效电流源的大小为各电流源的代数和。IS=-IS1+IS2

ISABISIS2AB

五、电流源的反向并联IS1六、电流源的串联两个不等值的理想电流源是不能串联的。理想电流源与其它元件串联，等效为一个电流源。RISIS+-USIS电流源与其他元件的串联一、实际电压源实际电压源通常用一个理想电压源与一个电阻串联的模型来代替。

U=US-IR0

(a)(b)+-USIUR00IUUSUIR0实际电压源及其外特性实际电源的两种模型及其等效变换理想电压源的外特性实际电压源的外特性二、实际电流源实际电流源通常用一个理想电流源与一个电阻并联的模型来代替。

I=IS－U/R0

(a)ISIURS实际电流源及其外特性

(b)0UIISU/RSI理想电流源的外特性实际电流源的外特性三、电源的等效变换

当两种电源模型对外电路有相同的输出电压和电流时，两种电源是可以等效互换的。U'ISabI'rsb电流源模型互换条件：I=I'U=U'I+-USbaUr0

电压源模型和电流源模型等效互换a电压源模型

对电压源模型有：US

＝

r0I

＋

U

（１）

对电流源模型有：

IS

＝

I

＋

U

/rs

或

IS

rs＝rs

I

＋U

（２）

比较（１）式和（２）式可得电压源和电流源的等效变换式：US

＝rSIS

r0＝rs等效变换的注意事项:(1)注意转换前后US

与Is

的方向。即电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应。IsIsaUS+-bIr0图AarsbI'图BUS+-bIr0a图CarsbI'图D

(2)进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。R0和R0

'

不一定是电源内阻。（3）理想电压源和理想电流源特性曲线无法重合，不能进行这种等效变换。（不存在）aUS+-bI图AabI'Uab'Is图B“等效”是指“对外”等效，对内不等效。例如：RL=∞

时:IsarsbUab'I'RLaUS+-bIUabrORLrO中不消耗能量rs中则消耗能量对内不等效对外等效（4）等效是对外电路R而言，提供了相同的电压和电流。【例1-7】做出图示电路的等效电源图。rs＝3ΩIS＋＿r0US６V3Ω例1-7电路的等效电源变换图

解：将其转换成电流源的电流为：IS＝US/r0

＝２Ａ电阻为：rs＝3Ω（5）电压源和电流源的等效变换是电路求解中简化电路的有效方法，往往要通过多次变换才能达到简化、合并电源的效果。【例1-8】有两台直流发电机并联工作，共同供给R=24Ω的负载电阻，如图（a）所示。其中一台发电机的理想电压源US1=130V，内阻R1=1Ω；另一台的理想电压源US2=117V