《模拟电子元器件应用技术》-任务2-9

二、任务要求1．图示多量程直流电压表电路中，已知电阻R1=20KΩ，若保证流过表头的满偏电流保持不变，计算电路中R2、R3、R4的取值。任务2电阻电路分析2．图示环形分流器的多量程电流表电路，已知微安表表头满刻度电流I1=100μA，表头电阻r0=1KΩ，现需接成开关S与A点接通时量程为10mA，开关S与B点接通时量程为100mA的直流电流表，计算电阻R1、R2的值。任务2电阻电路分析3．图示直流电路，在已知电阻及电源参数的情况下，分析各支路电流。任务2电阻电路分析4．图示直流电路，已知US1=32V，US2=16V，R1=4Ω，R2=4Ω，R3=2Ω求电阻R3中的电流I。任务2电阻电路分析三、相关知识1．电阻元件的伏安特性2．电阻的连接方式及等效3．基尔霍夫定律及应用4．戴维宁定理及应用任务2电阻电路分析（一）电阻元件的伏安特性线性电阻元件，在图示的电流、电压参考方向下，电压与电流的关系为：u=iR（直流电路U=IR）即：u∝i，u∝R参考方向：在分析电路时，需先设定电压和电流的方向，称参考方向。关联参考方向：设电压和电流的参考方向相同，称为关联参考方向，否则为非关联参考方向。任务2电阻电路分析（二）电阻的连接方式及等效1．电阻元件串联将电阻元件依次首尾联接，称为电阻串联。（1）电阻串联时的等效电阻等于各电阻之和。即：R=R1+R2+R3（2）电阻串联时对电路具有分压作用。u=u1+u2+u3

任务2电阻电路分析2．电阻元件并联将电阻元件首尾分别连接，称为电阻并联。（1）电阻并联时的等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。即：（2）电阻并联对电路具有分流作用。电路的总电流等于各电阻支路电流之和，每个电阻支路的电流与其阻值成反比。即：任务2电阻电路分析（二）电阻的连接方式及等效3．电阻元件混联既有电阻串联又有电阻并联的电路称为电阻的混联。“弹性整理”任务2电阻电路分析（二）电阻的连接方式及等效+-USRI思考1：电路的电流如何计算？（三）基尔霍夫定律及应用任务2电阻电路分析思考2：电路的电流如何计算？+-US1R2I+-US2R1任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用思考3：电路的电流如何计算？+-US1R2I+-US2R1任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用思考4：电路的电流如何计算？+-US1R2I+-US2R1解决方法：全电路的欧姆定律任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用新问题：电路的电流I1~I5如何计算？解决方法之一：基尔霍夫定律任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用（1）基尔霍夫第一定律（KCL，基尔霍夫电流定律）内容：在电路的任一结点上，流入或流出结点的电流的代数和等于零。其一般形式用电流方程表示为：电路中三条或三条以上支路的汇集点。1．基尔霍夫定律任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用结点电流方程：a点b点c点？d点b、c为一个节点应用举例：任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用推广：流入、流出闭合面的电流的代数和为零。如：任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用（2）基尔霍夫第二定律（KVL）内容：基尔霍夫电压定律，在任一个闭合回路中，按一定方向绕行一周，各段电压的代数和等于零。用电压方程表示为：应用：①设定各段电压的参考方向和回路的绕行方向；②列回路电压方程。与绕行方向相同的电压为正，与绕行方向相反的电压为负列写电压方程。任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用回路Ⅰ：回路Ⅱ：回路Ⅲ：电阻元件：电流方向与绕行方向相同，电压为正；电流方向与绕行方向相反时，电压为负。电源：绕行方向从负极指向正极，电压为负；绕行方向从正极指向负极，电压为正。实质：在绕行方向上电位升高为负，电位降低为正。任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用推广：在非闭合电路中，若将开路处电压计入，则同样可按回路列写电压方程。在图示电路的绕行方向下，有：任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用基尔霍夫定律分析电路一般步聚：在电路中设出各支路的电流参考方向和选定回路的绕行方向；根据基尔霍夫第一和第二定律，列出独立的结点电流方程和回路电压方程；代入数值，解方程组，求出未知量。任意一个方程都不能由其它方程线性组合得到。n个结点的电路，最多只能列出n-1个独立的结点电流方程。如果电路中有m条支路，则求解m条支路的电流需m个方程，在列出n-1个独立的结点电流方程后，还需列m-n+1个回路电压方程。（3）基尔霍夫定律应用任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用（2）应用案例：

列出图示电路中，独立的结点电流方程和回路电压方程。

解：设回路的绕行方向和各支路电流的参考方向如图所示。由KCL和KVL得：①②③任务2电阻电路分析（三）基尔霍夫定律及应用abc（a）电压源（b）电流源1．戴维宁定理的内容任意一个有源二端网络都可以用一个等效电压源代替，该等效电压源的电动势等于有源二端网络的开路电压，内电阻等于二端网络所有电源不起作用时端口的等效电阻。两种电源模型：任务2电阻电路分析（四）戴维宁定理及应用2．戴维宁定理的应用（1）断开待求支路，将待求支路以外的电路作为有源二端网络。任务2电阻电路分析（四）戴维宁定理及应用Uab2．戴维宁定理的应用（2）求二端网络的端口处的开路电压。任务2电阻电路分析（四）戴维宁定理及应用I2．戴维宁定理的应用（3）令二端网络中，所有的电源都不作用，求端口等效电阻。对不起作用的电源的处理方法是：电压源视为短路，电流源视为开路。任务2电阻电路分析（四）戴维宁定理及应用四、任务实施任务2电阻电路分析1．多量程直流电压表电路中，R2、R3、R4取值的计算。（1）计算对应于10V量程的表头电流I。（2）计算电阻R2四、任务实施任务2电阻电路分析（3）计算电阻R3和R4四、任务实施2．多量程电流表电路，电阻R1、R2的计算（1）列出开关S与A接通时的各物理量关系。任务2电阻电路分析①（2）列出开关S与B接通时的各物理量关系。四、任务实施2．多量程电流表电路，电阻R1、R2的计算任务2电阻电路分析②（3）联立①、②，解得：四、任务实施任务2电阻电路分析3．图示直流电路，在已知电阻及电源参数的情况下，各支路电流分析。（1）由KCL列独立的结点电流方程。选择a、b结点，有：①②四、任务实施任务2电阻电路分析3．图示直流电路，在已知电阻及电源参数的情况下，各支路电流分析。（2）由KVL列回路电压方程。选择三个网孔，有：③④⑤（3）代入参数，联立方程组，求解得各支路电流。（略）四、任务实施任务2电阻电路分析4．图示直流电路电阻R3中的电流I的计算，已知US1=32V，US2=16V，R1=4Ω，R2=4Ω，R3=2Ω（1）断开R3支路，得有源二端网络为：四、任务实施任务2电阻电路分析4．图示直流电路电阻R3中的电流I的计算，已知US1=32V，US2=16V，R1=4Ω，R2=4Ω，R3=2Ω（2）求二端网络的开路电压Uab设回路绕行如图所示，由KVL，有：四、任务实施任务2电阻电路分析4．图示直流电路电阻R3中的电流I的计算，已知US1=32V，US2=