《电工基础》课件-02第二章 简单直流电路的分析

目录第一节电阻的串、并联及混联电路第二节电阻的星形和三角形等效变换实验四电阻串并联电路的连接和分析第三节电压源与电流源及其等效变换第四节受控源及含受控源电路的等效变换01PARTONE第一节电阻的串、并联及混联电路一、电阻的串联在电路中，几个电阻依次联结，中间没有分岔支路的连接方式叫做电阻的串联。a）电路b）等效电路图2-1电阻的串联电阻串联电路的特点：1、各元件流过同一电流每个电阻的电流都相等，2、外加电压等于各个电阻上的电压降之和。3、等效电阻：几个电阻串联的电路，可以用一个等效电阻替代4、串联电路中个电阻消耗的功率与阻值成正比，串联电阻的应用：利用小电阻的串联来获得较大阻值的电阻。利用串联电阻构成分压器，可使一个电阻供给几种不同的电压。利用电阻的串联，限制和调节电路中电流的大小。利用串联电阻来扩大电压表的量程，以便测量较高的电压等。[例2-1]一个电流为0.2A，电压为1.5V的小灯泡，接到4.5Ｖ的电源上，应该串接多大的电阻，才能使小灯泡正常发光？［例2-2］有一个表头，它的满刻度电流（即允许通过的最大电流）若将其改装成量程为10V的电压表，应串联多大电阻？二、电阻的并联在电路中，将几个电阻的一端共同连接在电路的一个点上，把它们的另一端共同连接在另一点上，这种连接方法叫做电阻的并联图2-2电阻的并联电阻并联电路的特点：1、各并联电阻两端的电压相同，且等于电路两端电压。2、各分支电流之和等于等效后的电流3、几个电阻并联后的电路，可以用一个等效电阻替代4、电阻中流过各并联电阻上的电流与其阻值成反比5、分流公式并联电阻的应用：利用电阻的并联获得较小的阻值，以满足电路的要求利用将工作电压相同的负载并联，可使任何一个负载工作情况不受其他负载的影响。利用在电流表两端并接分流电阻，以扩大电流表的量程。

[例2-2]有三盏电灯并联接110V电源上，

分别为110V,100W、110V，60W、110V，40W，求

和

，以及通过各灯泡的电流、等效电阻，各灯泡电阻。和

三、电阻的混联电路中电阻元件既有串联又有并联的连接方式，称为电阻的混联。混联电路的计算方法：1、简单混联电路的计算方法：利用串、并联的特点化简为一个等效电阻。2、复杂混联电路的计算方法：：在有些混联电路中，很难一下子就看清各电阻之间的连接关系，难于下手分析，这时就要根据电路的具体结构，按照串联和并联电路的定义和性质，对电路进行等效变换，使其电阻之间的关系一目了然，而后进行计算。混联电路的计算步骤：首先对电路进行等效变换，把不容易看清串并联关系的电路进行整理、简化成容易看清串、并联关系的电路。1、计算各电阻串联和并联的等效电阻，再计算电路的总等效电阻。2、由电路的总等效电阻和电路的端电压计算电路的总电流。3、根据电阻的串联的分呀关系和电路并联的分流关系，逐步推算出各部分电压和电流。[例2-3]在图2-3所示电路中，求ab端口的等效电阻。02PARTTWO第2节 电阻的星形及三角形等效变换1、星形联结：三个电阻各有一端连接在一起成为电路的一个节点，而另一端分别接到1，2，3三个端子上与外电路相连，这样的联接方式叫做星形（Y形）联结。如图所示。2、三角形联结：三个电阻分别接在1，2，3三个端子中的每两个之间，称为三角形（

形）联结。电阻的星形联结和三角形联结都是通过三个端子与外电路相连的，所以称它们为三端网络。若遵循等效变换的原则，可将这两种三端网络进行相互间的变换，就有可能将复杂的电路变换为简单电路，供电路的分析计算。此处等效变换的原则仍是要求它们的外特性相同。即对应端子间的电压相同，流入对应端子的电流也相同。3、等效变换若图2-4中a）、b)两个网络对外是等效的，那么，在任意端子处于任一特殊情况下时也应当是等效的。若令端子3对外断开，那么图2-4a）的端子1、2之间等效电阻应等于图2-4b）1、2端子的等效电阻。[例2-4]求图2-5a）中所示的电桥电路中的电流？图2-5例2-4图及等效变换图解：利用Y-△等效变换公式可得最后等效电路如图2-5c）所示：将△联结的1Ω、2Ω、1Ω三个电阻进行等效变换成Y型联结，则则电阻的串并联可以简化为如图2-5b）所示的电路。利用电阻的串联和并联关系可以将2-5b）简化为2-5c）所示的电路。03PARTTHREE实验4电阻串并联电路的连接和分析一、实验目的1、验证电阻串并联的计算。2、进一步掌握仪器仪表的使用方法。二、实验原理复习本节内容三、实验设备与器件四、实验内容1、电阻串联电路的测量（1）按电路图连接实训原理电路。（2）将直流稳压电源输出6V电压接入电路。（3）测量串联电路各电阻两端的电压、流过串联电路的总电流及等效电阻。自拟表格，将测量的各数据填入表格中。2、电阻并联电路的测量（1）按电路图连接实训原理电路。（2）将直流稳压电源输出6V电压接入电路。（3）测量并联电路流过各电阻的电流，并联电路的总电流及等效电阻。自拟表格，将测量的各数据填入表格中。图2-6实验电路五、实验注意1、实训所需的电压源，在开启电源开关前，应将电压源的输出调节旋钮调至最小，接通电源后，再根据需要缓慢调节。2、电压表应与被测电路并联使用，电流表应与被测电路串联使用，并且都要注意极性与量程的合理选择。六、实验数据的记录七、实验结论

U1U2I1I2IU真实值测量值03PARTFOUR第3节

电压源与电流源及其等效变换一、理想电源模型的连接1、电压源的连接（1）串联

个电压源串联，如图2-7a）所示，可用一个等效电压源来替代，如图2-7b）所示。等效电压源的电压等于各串联电压源电压的代数和。即图2-7电源的串联（2）并联个电压源，只有在各电压源电压值相等，极性一致的情况下才允许并联，如图2-8a）、b）所示，否则违背KVL。其等效电路为其中的任一电压源。图2-8电压源的并联2、电流源的连接（1）串联

个电流源，只有在各电流源电流值相等且方向一致的情况下才允许串联，如图2-9a）所示，否则违背KCL。其等效电路为其中的任一电流源，如图2-9b）所示。图2-9电流源串联（2）并联个电流源并联电路可等效为一个电流源，如图2-10a）、b）所示。等效电流源的电流为各并联电流源电流的代数和，即：图2-10电流源并联三、电源的等效变换如图2-11中，一个恒压源与内阻串联的电路可以等效为一个恒流源与内阻并联的电路。因为对外接负载电阻来说，这两个电源提供的电压和电流是完全相同的。那么对负载而言这两个电路是相互等效的，它们之间可以变换，变换条件。图2-11电压源与电流源的等效变换[例2-5]试求图2-12中所示电路的等效电流模型并求出流经15Ω电阻中的电流。a）b）图2-12例2-5图04PARTFIVE第四节受控源及含受控源电路的等效变换一、受控源在电子电路中，常会遇到另一种性质的电源，它们有着电源的一些特性，但它们的电压或电流又不像独立电源那样是给定的时间函数，而是受电路中某个电压或电流的控制。这种电源称为受控源，也称为非独立源。KCL、KVL同样适用于含受控源的电路。受控源可用一个具有两对端子的电路模型来表示，一对输入端和一对输出端。输入端是控制量所在的支路，称为控制支路，控制量可以是电压或电流。输出端是受控源所在的支路，它输出被控制的电压或电流。因此，受控源可有四种类型：（1）电压控制电压源，简称VCVS，如图2-13a）所示。（2）电压控制电流源，简称VCCS，如图2-13b）所示。（3）电流控制电压源，简称CCVS，如图2-13c）所示。（4）电流控制电流源，简称CCCS，如图2-13d）所示。二、含受控源电路的等效变换受控源和独立源在电路中的作用是不同的，当受控源的控制量不存在时，受控源的输出电压或电流也就为零，它不可能在电路中单独起作用。它只是用来反映电路中某处的电