电路分析基础直流分析电路课件.ppt

1、戴维南定理分析法 等效变换分析法叠加定理分析法 直流电路的基本分析方法 串联电路电阻等效是“”的关系321UUUU321321:RRRUUU321PPPP321321:RRRPPP321RRRR串联电阻电路的特点：1、电阻的串联并联电路电阻等效是“”关系2、电阻的并联并联电阻电路的特点：321IIII3211111RRRR321GGGG321321:GGGIII321PPPP321321:GGGPPP 在两个输入端子间找一条主路径； （包含电阻个数最多的路径） 把剩余的电阻按原来的联接端子分别并接在主路径相应的端子上； 按串、并联电阻等效变换的方法逐步简化。3、电阻的混联5)44/4/(63/

2、6abR例例2.1 2.1 求中如图所示电路a、b两端的等效电阻。12)48/(1218/)1014(ceRAI21224例例2.2 2.2 求图2-4所示电路中的电流I和电压U。AII148242)48/(1218)1014(10141AII148242)48/(1218)1014()48/(12182AII5 .024121)48(121213VIIU85 .0411041032123I1R1R2R3U12123I1R12R23R31U12213322131113322123313322112RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR3123122331331231212232312

3、31231121RRRRRRRRRRRRRRRRRR*2.2 形与Y形电阻电路的等效变换YY3 31RRRR，或150A150150150150BAB505050150150RAB=50+(50+150)/(50+150)=150*Y网络与网络等效举例电桥电路是一个复杂电路，如图所示：abcdR1R2R3R4R0USR 电桥电路中的电阻R1、R2、R3、R4称为电桥电路的4个桥臂，R构成了桥支路，接在a、b两结点之间；含有内阻的电源接在c、d两个结点之间。 一般情况下，a、b两点的电位不相等，R所在的桥支路有电流通过。若调整R1、R2、R3和R4的数值满足对臂电阻的乘积相等时，a、b两点就会等

4、电位，则桥支路中无电流通过，这时我们称电桥达到“平衡”，平衡电桥如图所示：abcdR1R2R3R4RSUS*电桥电路abcdR1R2R3R4R0US 电桥平衡时显然是一个简单电路。 在实验中，电桥是否平衡对测量结果影响非常大。电桥的平衡依赖于对检流计示零的判断。 R1 R4=R2 R3*电桥电路Us = Is R0Is = UsR0U+IaRLR0IS R0US b两种电源模型之间等效变换时，内阻不变。I IU+_bUSR0RL+_a2.3 含源电路的等效变换1、电压源与电流源的等效变换2、含源电路的等效化简 （1）当一个理想电压源与多个电阻或电流源相并联时，对于外电路而言，只等效于这个理想电

5、压源；当一个理想电流源与多个电阻或电压源相串联时，对于外电路而言，只等效于这个理想电流源。 （2）n个电压源相串联，可等效为一个电压源。这个等效电压源的源电压 ，等于这n个电压源源电压的代数和，即 ,等效电压源的内阻 等于n个电压源的内阻之和，即 。SUniSiSUU1niSiSRR1(3)n个电流源相并联，可等效为一个电流源。这个等效电流源的源电流 ，等于这n个电流源源电流的代数和，即 ,等效电流源的内电导等于n个电流源的内电导之和， ，即内阻 。SIniSiSII1（4）n个电压源并联时，可先将各个电压源变换为等效电流源，然后按规则（3）进一步化简；源电压不相等的理想电压源不能并联。(5)

6、n个电流源串联时，可先将各个电流源变换为等效电压源，然后按规则（2）进一步化简；源电流不相等的理想电流源不能串联。niSiSGG1SSGR1US= USk 电压值相同的电压源才能并联，且每个电源的电流不确定。US2+_+US1US= US1 U S25V+_+_5VI5V+_I+_US 理想电压源的等效变换 IS1 IS2 IS3 ISIS= ISk IS= IS1+ IS2 IS3 电流相同的理想电流源才能串联，且每个恒流源的端电压均由它本身及外电路共同决定。理想电流源等效变换ISUS ISUS IS1 IS2US1US2 US IS IS 在电路等效的过程中，与理想电压源相并联的电流源不起

7、作用！ 与理想电流源相串联的电压源不起作用！例例 2.4 将图2-15（a）所示电路简化成电压源和电阻的串联组合。例例2.5 如图2-16（a）所示电路，求A点电位。解解 AI5.254155VIA105 . 244例例2.6 试求图2-17（a）所示电路的电流 和 。I1IAI282266由图（b）可得AII5 .22)2(3231 等效条件：对外部等效，对内部不等效； 理想电源之间不能等效互换，实际电源模型之间可以等效变换； 实际电源模型等效变换时应注意参数的计算和参考方向的关系； 在线性电路中，任一支路的响应（电流或电压）都等于电路中各独立电源单独作用时在该支路所产生响应的代数和。 当电

8、流源不作用时应视其开路计算功率时应用叠加原理!IR1+R2ISUS=I R1+R2US I R1R2ISUS+当电压源不作用时则应视其短路叠加定理解题思路 叠加时应保持电路结构及元件参数不变。 叠加时要注意各电流或电压分量的参考方向，凡与总电流或总电压参考方向一致的电流或电压分量为正，相反为负。 叠加定理只能适用于线性电路；对非线性电路不适用。 用叠加定理分析含受控源的电路时，受控源应始终保留。应用应用叠加定理时应叠加定理时应注意以下几点注意以下几点 例例3.1 用叠加定理求图3-1（a）各支路电流I1、I2和I3。AI52由图（a）可得 （1）电压源单独作用时，可将电流源开路，如图（b）所示

9、。AII1461031（2）电流源单独作用时，可将电压源短路，如图（c）所示。AI246451AI346653所以AIII1)2(1111AIII431333 对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，均可以用一个电压源模型等效代替。电压源的电压US等于有源二端网络的开路电压UOC，内阻RS等于线性有源二端网络除源后的等效电阻Rab。内容 ab a bRSUS+- -1. 外加电压法求解RS 将有源二端网络除源，在得到一个无源二端网络后，在其两端外加一个电压源U，然后计算端点的电流I，则电压U与电流I的比值等于戴维南等效电源的内阻RS。IURRabS 2. 短路电流法求解RS 将有源二端网络开路

10、后，求出其开路电压UOC，再将有源二端网络短路，求出其短路电流ISC，开路电压与短路电流的比值即等于戴维南等效电源的内阻RS。SCOCSIUR 例例3.4 用戴维南定理计算图3-9（a）中通过负载RL的电流IL。 根据戴维南定理，含源二端网络可用一个电压源模型等效代替，如图（b）所示。（1）求US 将RL支路断开，如图（d）所示，根据等效转换方法可等效为图（e）所示。AI5 .0621039VIUUOCS1510)5 . 0(681068（2）求RS 如图（c）所示 5 .546/2abSRR（3）由图（b）所示，可得ARRUILSSL225.515（1）将待求支路与原有源二端网络分离，对断开

11、的两个端钮分别标以记号（如a、b）；（3）应用所学过的各种求解方法，对有源二端网络求解其开路电压UOC；（4）把有源二端网络进行除源处理（恒压源短路、恒流源开路），对无源二端网络求其入端电阻Rab；（2）根据戴维南定理，将有源二端网络用电压源模型等效表示，电压源电压U 等于开路电压UOC ，电源的内阻Rs等于入端电阻Rab ；（5）由电压源模型求解各响应。戴维南定理解题步骤归纳RLSUSIRSL2LSL2L)(RRRURIPS负载获得最大功率的条件：SRUP42SmaxL0LLdRdPSLRR解得最大功率为:3.3 负载获得最大功率的条件 例例3.6 图（a）所示电路，求负载电阻R为多少时？才能从电路中获得最大功率，且最大功率为多少？ 根据戴维南定理，将R以外的含源二端网络等效为电压源模型，如图（b）所示。（1）求US 将R支路断开，如图（c）所示VUUOCS8621236318266336（2）求RS 将图（c）中的电压源短路、电流源开路，如图（d）所示46/36/3abSRR（3）由图（b）可知， 当 时，负载R从电路中获得最大功率，最大功率为4SRRWRUPSS4448422max