第二章电阻电路的等效变换法.ppt

1、第2章深入理解电阻电路的等效变换法、Chapter 2、教育目的1 .等效电阻的概念。 2 .掌握等效电阻的修正计算方法。 3 .熟练掌握电阻星形与三角形的等效变换。 教育内容的概要本课主要对电阻的串联、并联、星形和三角形的等效变换，即无源二端子网络的等效化的简化进行说明。 教育重点和难点重点：等效电阻的订正。 难点：电阻的星形网络和三角形网络的等价转换。 等效电阻的概念：任何无源电阻二端网络在其二端施加独立电源us (或is )，输入电流为I (或u )，该网络等效于一个电阻，可称为等效电阻Req，Chapter 2，2 .等效电阻，3 .分压、Chapter 2、2个串联电阻的分压公式：条

2、件： u、u1、u2参考方向一致。 chapter 2，3 .并联电阻：设n个电阻并联连接，则1 .特征：并联电阻受到的电压为同一电压。 chapter2，2 .等效电阻，或者2个电阻并联式： chapter 2， 3.n个相等的电阻并联，电阻Rk越大，分流越小，相反Rk越小，4 .分流原理：并联电阻有分流作用，Chapter 2，=Rn=R，则设为Geq=nG，R1=R2=、5 .两电阻的分流式，使用条件： i1 等效简并方法：以电阻串联或并联的关系进行局部化简并后，重新描绘电路，然后进行简化，进而阶段性简并为等效电阻。 chapter 2，4 .串，并联电路：例2-1对图示电路应用电阻合成

3、方法求ux和ix。 分析：解：Chapter 2，集成电源：解：6 4-1=9A，Chapter 2，2-2 .电阻星形耦合和三角形耦合的等效变换1 .电路等效，即等效条件是chapter 2，1.y形耦合：三个电阻的一端连接到一点，另一端分别连接到一点chapter 2，2，2 .形式连接： 3个终端按钮，2个终端按钮之间连接1个电阻。 Chapter 2，3.y -等效变换，Chapter 2，1.y查找连接端口电压和电流关系：解：(1)，2 .查找连接端口电压和电流关系：chapter 2，() ，chapter 2，比较，两个公式，chapter 解释： (1)上述两个公式的记忆法：C

4、hapter 2，y :分母是三个电阻之和，分子是三个求电阻的相邻两个电阻之积。 在特性： R12=R23=R31=R的情况下，在R1=R2=R3=RY的情况下，R12=R23=R31=3RY。 例2-2 .有桥电路，求等效电阻R12。 解：如果显示三个端点，显示2、2、1 Y和Chapter 2，则：说明：必须先显示三个端点符号，然后才能使用-Y等效转换表达式，然后才能应用表达式修正运算。 Chapter 2，方法2 :自己练习y (下图)。 Chapter 2，总结： 1 .内部不含独立电源的单端口网络对外等效于一个电阻，其电阻值是端口电压与端口电流之比。 2 .单端口网络内部仅由电阻构成

5、时，利用电阻的串并联简化和y等效转换来校正等效电阻。 利用电阻的等效变换，可以简化电路分析修正算法。 3 .如果两个单端口网络端口的电压和电流关系完全相同，则这两个单端口网络是等效的。 教育目的1 .理解电源转换的概念。 2 .熟练掌握电源等效转换的方法。 3 .深刻理解包括控制源和控制源的电路的等效简化。课程内容概要在本课中，主要对电源和控制源的等效变换和主动且简单的电路的等效变换方法进行说明。 教育重点和难点重点：电源的等效转换。 难点：包括受控源电路的等效简化。 Chapter 2，2-3电源的等效变换1 .实际电源模型的等效变换，chapter 2，实际电流源模型：电阻电路可以通过等效

6、变换达到简化电路的目的，包含电源的电路也可以通过等效变换使电路的分析修正运算变得容易。 实际的电压源模型：从电路等效概念可以看出，u=u，i=i的情况下，两个电路是相互等效的。 由式得到：Chapter 2，由等价条件得到式：并且i=i，由此可知，等价式为：用同样的方法得到：注意：Chapter 2，没有意义。 (4)两个电源的内阻都用电阻表示的话，等效变换内阻不变。 中的组合图层性质变更选项。 如果Rs=0，例如，usis，(2)等效变换是因为电路内部不仅对外部等效。 (3)不能在理想电压源和理想电流源之间进行等效转换。 (1)电源等效转换时，us、is的参考方向应满足上图所示的关系。 二.

7、有源分支电路的简化1.n个实际电压源串联：从KVL得到端口电压-电流关系：Chapter 2，两个电路等效，u=u，i=i，即：Chapter 2，电路应该外出。 2. n个实际电流源并联：从Chapter 2、KCL得到的端口电压电流关系：2个电路等效，u=u，i=i，即：电路等效于向外部并联导入理想电流源is和内部的电流源模型。Chapter 2、(2)任意r和is串联连接的分支路不影响外部电路。 说明： (1)r和us并联的支路不会影响外部电路。 2-4控制源及其等效转换1 .控制源1 .输出定义由电路中的一个部分的电压或电流控制，即由一个电压或电流控制的电源。 说明： (1)输出量是指

8、电压(控制电压源)或电流(控制电流源)。 (2)一般在包含控制源的电路中，虽然不能明确显示2个端口，但其输出量和控制量必须明确显示。 (3)线形控制源：控制量和控制量(输出量)的关系是一次函数关系。 Chapter 2，2 .分类： (1)电压控制电压源(VCVS )，VCVS的特性被表示为，chapter 2，(VCVS )，(2)电流控制电压源(CCVS )，(4)电流控制电流源(CCCS )，CCCS的特性被表示为，(CCCS )，注意：独立源和控制源Chapter 2、独立源和控制源的区别：独立源的输出量是独立的，控制源的输出量是不独立的。 例2-3表示图示的电路控制源型。 Chapt

9、er 2，求解：8u3: 4i2: 2i1: 6u4:VCVS CCVS CCCS VCCS，2 .控制源的等效转换，chaptter，示例2-4I3。 5电压源、(KVL )、注意：与控制源等效转换后，不得丢弃控制量。Chapter 2、解：将来、法则、三.包含控制源的单口网络的简化、Chapter 2、包含控制源的电阻电路、没有独立源的情况下，可以视为无源网络，并利用无源网络等效电阻的概念进行包含控制源的单口网络求例2-5rab。 将u加到解：生成I、KCL:然后求解：KVL、KCL、法则：Chapter 2、例子2-6rab。 解：变换电源等效值，加上解：u，生成I。 Chapter 2

10、，总结：1.实际的电压源模型和实际的电流源模型可以等效变换，电源等效变换也是简化电路非常有用的工具。 2 .控制源也能够进行电源等效转换并且注意不会在转换期间改变控制源的控制容量。 3 .包含受控源的单端口网络可以将外部电路等效于一个电阻，其电阻值等于端口电压与电流之比。 用外加电压电流法解。 教学目的1 .熟练掌握叠加原理。2 .掌握替代定理。 教学内容概要本课主要介绍重叠原理、替代定理及其应用。 教育重点和难点重点：叠加定理及其应用。 难点：多电源及控制源电路中包括叠加原理的应用。 Chapter 2、2-5重叠原理和替代定理1 .重叠原理、Chapter 2、线性电路：由独立无源元件、独

11、立源、线性控制源组成的电路。 叠加原理反映了线性电路中响应和激励的关系。 例如，单个激励：线性关系：以及例如两个激励：Chapter 2，即：k1、k2是常数，并且其功率等效被如下变换。 对于n个独立电源的线性电路，响应：Chapter 2，ki，kj都是常数，重叠原理：在线性电路中，任何一个部位的响应在各独立源单独作用时，等于在此处重叠响应。 注意，其中p q=n，Chapter 2，使用叠加定理的情况：1.叠加定理仅适用于线性电路。 2 .叠加定理包括“加性”和“齐性”的双重含义。 3 .线性电路中的电压、电流响应可以重叠，但功率不能重叠。 4 .使用叠加定理时，去除的独立电源为零，即电压

12、源短路，电流源开路。 5 .各电源单独作用时，要求的电压、电流的基准方向与原电路的基准方向一致，最后重合时可以直接将各成分相加。 6 .重叠时只重叠对独立源的响应，控制的源被视为阻抗。 7 .叠加方式是任意的，电源可以单独作用，也可以组合作用。 例2-7用重合原理求I。 解： 12V电压源单独作用(图a):Chapter 2、图a、2A单独作用(图c ) :重叠：6A单独作用(图b ) :Chapter 2、图b、Chapter 2、3v电源单独作用：解：以重叠原理求出电流I。chapter2、4V电源单独作用：重叠：来自4V电压源的电力：2 .代替定理内容：在任何一个电路中，只要第k个分支电

13、路的电压电流uk、ik已知，则该分支电路本来是什么样的元件， 总是可以用以下3种元件的任意一种代替的电压值为uk，方向与原分支路径的方向一致的理想的电压源和电流值为ik，方向与原分支路径的方向一致的理想的电流源和电阻值为R=uk/ik的电阻元件。 Chapter 2，例2-8求出图示电路中的r的值。 使用4A电流源代替r，简化图示电路化。 Chapter 2，解：总结： 1 .重叠定理是各独立源单独作用时在某处发生的电压或电流的代数和。 反映了应答和激励的关系。 叠加定理是分析线性电路非常有用的工具。 2 .使用叠加定理时，要注意课堂上所述的几个注意事项。 3 .替代定理不仅适用于线性电路，也

14、适用于非线性电路，因此在电路分析中得到广泛应用。 Chapter 2，教育目的1 .很好地应用大卫南定理求有源二端子网络的大卫南等效电路。 2 .了解诺顿定理的内容及其应用。 教育内容概要本课主要介绍大卫南和诺顿定理及其应用。 教育重点和难点重点：大卫南定理及其应用。 难点：大卫南定理在含控制源电路中的应用。 chapter 2，2-6大卫南定理和诺顿定理1 .大卫南定理1 .内容：包含任意线性独立电源的单口网络在对外来说总是等效于理想的电压源和电阻串联连接的电路。 其理想电压源的电压等于原单口网络端口上的开路电压，其串联电阻的电阻值等于原单口网络内部的所有独立源以外，从端口上看的等效电阻。C

15、hapter 2、大卫南定理也可以用如下图表描述：Chapter 2、以及此定理应用于只研究电路中的某一分支电路或某一部分的电路，而对电路的其他部分不感兴趣的情况。 chapter 2，2 .用uoc的求法(1)测定的方法测定uoc。 (2)切断外部电路，用电路分析方法求出开口部的uoc。 3.R0的求法(1)全部取下ns内部电源，求出从端口看的Req=R0。(3)消除ns中的独立源，将u施加到断口a、b以产生I，注3360 (a )如果ns中不含控制源，则上述三种方法可用于求R0。 但是，方法(1)更方便。 如果(b)ns中包含控制源，则只能在(2)、(3)中求R0。 (2)将ns断开口a、

16、b直接短路，求出isc。 Chapter 2、例2-9图示的电路在r分别为1、3、5时，求出相应的r分支电流。 Chapter 2，求解：求uoc :在对左边电路进行电源等效变换后，Chapter 2，去除所有电源，R0:- uoc，求Chapter 2，KVL:求Req :方法：将20V短路，施加电源u。 求解： 9分支路径的截断Uoc，KVL :方法：将a、b短路，此时如果ix=0，Chapter 2，则6ix=0，因此戴维南等效电路如图所示：0、 其电流源的电流等于原单口网络端口短路时的短路电流，其电导等于原单口网络移除所有独立电源后从端口看到的等效电导。 Chapter 2、内容的图形描述：Chapter 2、安装诺等效电路满足电源等效变换，R0求法与戴维南等效电阻相同。 求、例2-11图示u .将a、b短路。 R0:求出短路24V。 a、b端口断了。 Chapter 2，求解： isc :画出诺顿等效电路图