电工基础(第五版)第三章ppt劳动版

1、31基尔霍夫法则32电压源和电流源的等效变换33大卫南定理34的叠加原理，1 .理解复杂电路和简单电路的差异，理解复杂电路的基础术语。 2 .掌握基尔霍夫第一定律的内容，理解其应用。 3 .掌握基尔霍夫第二定律的内容，理解其应用。 31 .基尔霍夫法则不能通过电阻列、并联化求解的电路称为复杂电路。 节点连接了3根或3根以上的电气零配件的导线的连接点称为节点。 另一方面，将复杂电路的基本概念、图31的复杂电路示例、旁路电路中相邻节点间的分支称为旁路。 它由一个或多个相互串联的电气元件组成，每个分支路径除了两个端点之外没有其他节点。 其中包含电源的支路叫有源支路，不包含电源的支路叫无源支路。 电路

2、和网格电路的闭合路径都称为电路。 环路可能只包含一个分支路，也可能包含多个分支路。 其中，在电路图上不分割为其他分支路的最简单的电路有时也称为独立电路或网格。 网格一定是电路，但电路不一定是网格。 基尔霍夫的第一定律也被称为节点电流的定律。指示在某时刻流过某节点的电流的和等于(即，流过或流过)该节点的电流的和，即，流过(或流过)电流的代数和等于零。 二、应用基尔霍夫第一定律、流入总电流=流出总电流=流出总水量、基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第一定律求未知电流时，首先任意假定旁路电流的参考方向，列举节点电流方程式。 通常，可以使节点中流过的电流为正，使节点中流过的电流为负，根据计算值的正负来决定未知

3、电流的实际方向。 有几个支路的电流可能会变为负。 这是因为假设的电流方向与实际方向相反。 在图示电路中，求出I1=2A、I2=-3A、I3=-2A、电流I4。 可以通过根据基尔霍夫的第一定律将已知的值替换来获得分解：如图20所示，确定电流I3。 因为解：对a节点是I1=I2，所以I3=0。 同样，因为b节点的I4=I5，所以I3=0。 由此可知，不构成电路的单分支电流为零。 基尔霍夫的第一定律可以传播适用于任何假说的封闭面(广义的节点)。 或者，流过这个闭合面的电流与流过这个闭合面的电流相同。 在下图所示的电路中，在电流IA=1A、IB=-5A、ICA=2A的情况下，求出电流IC、IAB、IB

4、C。 解：是可能的，三是基尔霍夫的第二定律，基尔霍夫的第二定律也称为电路电压定律。 在：的每个电路中，各级电路的电压降代数和常数都等于零。 在公式中，电源电动势之和=电路电压降之和=登顶总高度=下降总高度、基尔霍夫的第二定律、基尔霍夫的第二定律的另一个表示形式：在任何环路方向上，环路中的电动势的代数和都等于电阻上的电压降的代数和。 在使用式U=0的情况下，电流的参照方向与电路的循环方向一致时，该电流在电阻中产生的电压降为正，相反为负。 电动势也被视为电压。 也就是说，从电源的正极到负极的电压为正，相反为负。 在式E=IR的情况下，电阻上的电压的规定与式U=0的情况相同，但电动势的符号正相反，即

5、在循环方向和电动势的方向(从电源负通过电源内部朝向正)一致的情况下，该电动势为正，反之为负。 四、旁路电流法，【例】求出下图所示的电路、E1=18V、E2=9V、R1=R2=1、R3=4、各旁路电流。 解：(1)表示各旁路电流的参考方向和独立电路的循环方向，应用基尔霍夫的第一定律表示结节点电流方程式，(2)应用基尔霍夫的第二定律表示环路电压方程式，在环路1中对环路2，使解联立方程式的电流方向与假定方向相同地进行整理。 将这样的旁路电流作为未知量，根据基尔霍夫法则列举节点电流方程式和环路电压方程式，联合求解的方法称为旁路电流法。旁路电流的参考方向和独立电路的循环方向可以任意假设，迂回方向一般与电

6、动势的方向一致，具有两个以上电动势的电路以大电动势为循环方向。 上述的电路中，有3条分支电路，但是只有2个节点，因此在解除这种电路时，可以首先求出2个节点间的电压，然后求出各分支电路的电流。节点电压法，1 .了解电压源和电流源的特点。 2 .能够正确地进行电压源和电流源之间的等效变换。 另外，32电压源和电流源的等价转换通常也称为内部电阻为零的电源为理想电压源，图示其符号。 理想的电压源实际上不存在，电源有一定的内阻。 分析电路时，一个实际电源可以用一个恒压源和内阻串联表现，称为电压源模型，简称电压源。 一、电压源、理想电压源(恒压源)电压源模型、二、电流源、通常内阻无限大的电源称为理想电流源

7、，也称为恒流源。 实际上没有理想的电流源，在分析电路时，一个实际的电源可以用一个恒流源和内阻并行表现，称为电流源模型，简称为电流源。 理想的电流源(恒流源)、电流源模型、三、电压源和电流源的等效变换、相同电源的两个电源模型必须对外等效，对于相同的电阻r必须得到相同的作用效果，即负载电阻必须得到相同的电压u和电流IL，并且电源的内阻r也必须相等电压源和电流源的等效变换，【例】将图a的电压源变换为电流源，将图b的电流源变换为电压源。 电压源和电流源进行等价转换时，请注意以下几点： 1。 电压源的正负极的基准方向和电流源的电流的基准方向在变换前后必须一致。 2.2种实际的电源等效变换是外部等效，外部

8、电路各部分的计算是等效的，而电源内部的计算是不等效的。 3 .理想电压源和理想电流源不能等效转换。 如图5 a所示，电路通过电源转换的方法获得r-3臂的电流。 控制源、前面所述的电源都是独立电源，简称为独立源，由独立源供给的电压和电流由电源自身决定，与电源以外的其他电路无关，控制源的电压和电流由其他电路的电压和电流控制。 受控源的格拉夫快速象征符以菱形表示，以便与独立源区分开来。 受控电压源受控电流源控制源的格拉夫快速象征符，控制源是四端子元件，一对是输入端子，另一对是输出端子，输出接受输入的控制。 因此，将输入量称为控制量，将输出量称为控制量。 根据控制量是电压还是电流，控制源被分为4种：电

9、压受控电压源(VCVS )的电压受控电流源(VCCS )电流受控电压源(CCVS )电流受控电流源(CCCS )。 晶体管及其等效控制源模型可以理解1 .大卫南定理并应用于分析计算电路。 2 .理解负载获得最大功率的条件和功率匹配的概念。33大卫南定理、一方面、大卫南定理、复杂电路中，无需要求所有分支路径的电流，如果只要求某个分支路径的电流，则可以首先除去分支路径，使其馀部分等于电压源，从而简化计算。 由于大卫南定理表示该方法，所以大卫南定理也被称为等效电压源定理。 这样的等效电压源电路也被称为戴维南等效电路。 等效电路，具有两个终端的电路(也称为网络)都称为双终端网络。 如果这部分电路包含电

10、源，则称为有源二端子网络，否则称为无源二端子网络。活动的二端网络被动二端网络、使用大卫南定理解的步骤3360，1，1 .大卫南定理只能适用于线性活动的二端网络，如果活动的二端网络中包含非线性电阻，则大卫南定理2 .描绘等效电路时，电压源的基准方向必须与选定的有源二端网络的开路电压基准方向一致。已知桥接电路如图a所示，求出流过R1=10、R2=2.5、R3=5、R4=20、E=12.5V (除了内部电阻)、R5=69、电阻R5的电流。(1)首先拆除R5臂，求出开路电压UAB，如图b所示。 (2)要求等效电阻RAB (注意除电源以外视为短路)，如图c所示。 (3)若画出等效电路，接通R5，则如图d

11、所示，二、关于电源向负载输出的电力，负载得到最大电力的条件是：负载电阻与电源的内部电阻相等，即R=r，此时负载得到的最大电力是由于负载得到最大电力，即电源输出最大电力，因此在电动势和内部电阻都一定的情况下，负载功率p根据负载电阻r而变化的关系曲线如图所示。 得出结论，负载得到最大电力的条件，不仅适用于实际的电源，也适用于有源的二端网络转换后的等效电压源。 【例】在图a所示的电路中，为了在电源电动势E=6V、内阻r=10、电阻R1=10、R2中获得最大功率，R2的电阻值需要设为多少？ 此时R2获得的功率是多少，(1)取下R2臂，将左侧的电路视为活动的二端子网络(图b )。 (2)将活动的二端子网

12、络等效地转换为电压源(图c )。 在(3)R2=r0=5的情况下，R2能够得到最大功率(图d )。 负载电阻和电源内阻相等时，称为负载和电源的匹配。 此时，负载与电源的内部电阻所消耗的电力相等，电源的效率也就是负载电力与电源输出总电功率的比为50%。 由于在电子电路中，信号通常较弱，需要从信号源获得最大功率，因此需要满足匹配条件。 负载电阻和信号源的内部电阻不同时，为了实现匹配，大多在负载之前连接反相器。 理解不连接变换器前的输出功率小连接变换器后的输出功率大的变换器的作用，1 .重叠原理的内容和适用条件。 2 .可正确使用叠加原理分析计算电路。34叠加原理，实际电路设置了E1单独作用和E2单

13、独作用叠加原理，在求解包含几个独立源的复杂电路时，将其分解为几个独立源单独作用的简单电路进行研究，并把计算结果叠加，求原来电路的实际电流、电压的原理称为叠加原理。 应用叠加原理解决问题的步骤为：计算功率不能直接叠加在叠加原理上。 (1)叠加原理仅适用于线性电路。 (2)在计算由一个独立电源单独作用产生的电流(或电压)的情况下，应将电路中的其他独立恒流源视为短路(即US=0)，并将其他独立恒流源视为开路(即IS=0)，且应使所有独立源的内部电阻恒定； (3)进行重叠时，各成分注意电路图所示的基准方向，如果求出的成分的基准方向与图中的总量的基准方向一致，则重叠时取正码，相反时取负码。 (4)重日式

14、榻榻米原理仅可用于计算线性电路的电流或电压，但因为功率与电流(或电压)的关系不是线性的，所以功率p不能用重日式榻榻米原理计算。 本章总结如下：1.基尔霍夫的第一定律反映了节点上各旁路电流的关系。I进制=I输出。 2 .基尔霍夫的第二定律反映了电路中的每个元件电压间的关系。 E=IR。 3、旁路电流法以旁路电流为未知量，根据基尔霍夫法则列举节点电流方程式和环路电压方程式，用联立方程式求出各旁路电流。 在电路中有m条支路、n个节点的情况下，可以列举(n-1 )个独立节点电流方程式和m- (n-1 )个独立环路电压方程式。 4 .当电压源和电流源的外部特性相同时，对于外部电路来说，这两个电源是等效的。 电压源被转换为电流源：其使得内阻器r的电阻值不