《电路的分析方法》PPT课件.ppt

1、（2-1）,第二章 电路的分析方法,（2-2）,第二章 电路的分析方法,2.1 基本分析方法 2.1.1 支路电流法 2.1.2 结点电压法 2.2 基本定理 2.2.1 叠加定理 2.2.2 等效电源定理 2.3 受控源电路的分析 2.4 非线性电阻电路的分析,（2-3）,对于简单电路，通过串、并联关系即可 求解。如：,（2-4）,对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解， 必须经过一定的解题方法，才能算出结果。,如：,（2-5）,未知数：各支路电流。,解题思路：根据克氏定律，列结点电流和回路电压方程，然后联立求解。,2.1.1 支路电流法,2.1 基本分析方法,（2-6）,解题步骤：,

2、1. 对每一支路假设一未 知电流（I1-I6）,4. 解联立方程组,例1,结点数 N=4 支路数 B=6,E4,E3,-,+,R3,R6,R4,R5,R1,R2,I5,+,_,（2-7）,结点a：,列电流方程,结点c：,结点b：,结点d：,b,a,c,d,（取其中三个方程）,（2-8）,列电压方程,b,a,c,d,（2-9）,是否能少列 一个方程?,N=4 B=6,R6,a,I3s,I3,例2,电流方程,支路电流未知数少一个：,支路中含有恒流源的情况,（2-10）,N=4 B=6,电压方程：,I3s,（2-11）,支路电流法小结,解题步骤,结论与引申,（2-12）,支路电流法的优缺点,优点：支

3、路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据克氏定律、欧 姆定律列方程，就能得出结果。,缺点：电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。,支路数 B=4 需列4个方程式,（2-13）,2.1.2 结点电压法,结点电位的概念：,（2-14）,电位的特点：电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变； 电压的特点：电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。,注意：电位和电压的区别。,（2-15）,（2-16）,结点电压法 应用举例（1）,电路中只含两个 结点时，仅剩一个未知数，此时可推出结点电压公式如下。,（2-17）,由上各式可推出：,式中分母为各

4、支路电阻倒数和，分子为各有源支路中电动势除以电阻后求其代数和。电动势方向指向未知结点，则该项为正，反之为负。,（2-18）,I1,则：各支路电流分别为 ：,例2,（2-19）,将各支路电流代入A、B 两结点电流方程， 然后整理得：,其中未知数仅有：VA、VB 两个。,（2-20）,结点电压法列方程的规律,以A结点为例：,方程左边：未知结点的电位乘上聚集在该结点上所有支路电导的总和（称自导）减去相邻结点的电位乘以与未知结点共有支路上的电导（称互导）。,（2-21）,结点电压法列方程的规律,以A结点为例：,方程右边：该结点处各有源支路中的电动势除以本支路电阻后求它们的代数和：当电动势方向朝向该结点

5、时，符号为正，否则为负。,A,B,（2-22）,按以上规律列写B结点方程：,A,B,I1,（2-23）,设：,结点电压法 应用举例（3）,电路中含恒流源的情况,则：,?,（2-24）,对于含恒流源支路的电路，列结点电压方程时应按以下规则：,分母为：各支路电阻的倒数和，但不 考虑恒流源支路的电阻。,分子为：各支路电动势除以支路电阻，并与恒流源一起求代数和。其符号为：恒流源电流朝向未知结点时取正号，反之取负号。电压源支路的写法同前。,（2-25）,作业：P69 习题2.4.2，2.5.2 ， 2.6.3，2.6.5,（2-26）,2.2 基本定理,2.2.2 等效电源定理 (一)戴维南定理 (二)

6、诺顿定理,2.2.1 叠加定理,（2-27）,2.2.1 叠加定理,在多个电源同时作用的线性电路(由线性元件组成的电路)中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。,+,概念:,（2-28）,I2,I1,A,I2,I1,I2,I1,A,A,+,B,R1,E1,R2,E2,I3,R3,+,_,+,_,E1,+,B,_,R1,R2,I3,R3,R1,R2,B,E2,I3,R3,+,_,（2-29）,例,用叠加原理求： I= ?,I=2A,I= -1A,I = I+ I= 1A,+,解：,（2-30）,应用叠加定理要注意的问题,1. 叠加定理只适用于线性电路。,（2

7、-31）,4. 叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率。如：,I3,R3,（2-32）,补充 说明,E-激励 ； I-响应 I=KE (K是比例系数）,（2-33）,例,由叠加原理可设：,解：,（1）和（ 2）联立求解得：, US =0 V、IS=10A 时,（2-34）,名词解释：,无源二端网络： 二端网络中没有电源,有源二端网络： 二端网络中含有电源,2.2.2 等效电源定理,（2-35）,等效电源定理的概念,有源二端网络用电源模型替代，便为等效电源定理。,（2-36）,(一) 戴维南定理,注意：“等效”是指对端口外等效。,I,U,（2-37）,等效电压源的内阻等于有源 二端网

8、络所对应的无源二端 网络的输入电阻。（有源网络 无源化的原则是：电压源 短路，电流源断路）,等效电压源的电动势 （Ed ）等于有源二端 网络的开路电压；,有源 二端网络,R,A,B,Ed,Rd,+,_,R,A,B,（2-38）,戴维南定理应用举例（之一）,已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 E=10V 求：当 R5=10 时，I5=?,等效电路,（2-39）,第一步：求开路电压Uoc,第二步：求输入电阻 Rd,断开I5支路,由断开处看入,恒压源短路,（2-40）,（2-41）,第三步：求未知电流 I5,时,（2-42）,戴维南定理应用举例（之二）,求：U=?,4 ,4

9、 ,50,5 ,33 ,A,B,1A,RL,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U,（2-43）,第一步：求开端电压Uoc。,_,+,4 ,4 ,50,A,B,+,_,8V,10V,C,D,E,Uoc,1A,5 ,（2-44）,第二步： 求输入电阻 Rd。,4 ,4 ,50,5 ,A,B,1A,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,Uoc,（2-45）,等效电路,（2-46）,第三步：求解未知电压。,（2-47）,(二) 诺顿定理,等效电流源 Id 为有源二端网络输出端的短路电流,（2-48）,诺顿定理应用举例,等效电路,已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20

10、E=10V 求：当 R5=10 时，I5=?,（2-49）,第一步：求输入电阻Rd。,R5,I5,R1,R3,+,_,R2,R4,E,（2-50）,第二步：求短路电流 Id,VA=VB Id =0 ?,有源二端网络,D,R1,R3,+,_,R2,R4,E,A,C,B,（2-51）,（2-52）,等效电路,（2-53）,第三步：求解未知电流 I5。,I5,A,B,Id,24,0.083A,R5,10,Rd,结果与前同,（2-54）,(三) 等效电源定理中等效电阻的求解方法,求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法即可求出。如前例：,（2-55）,串/并联方法?,不能用简单 串/并联 方法求解， 怎么办？,求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不行。如下图：,（2-56）,方法一：开路、短路法。,求 开端电压 Ux 与 短路电流 Id,（2-57）,加负载电阻 RL 测负载电压 UL,方法二：负载电阻法（一般用于实际测量）,测开路电压 UX,（2-58）,方法三： 加压求流法,则：,（2-59）,加压求流法举例,（2-60）,方法四：Y-变换,（2-61）,（2-62）,当 r1 =