第1章网络的基本分析方法003课件.ppt

1、1+-5V10V7A1 2 I1I2例：求电流例：求电流I1、I2A（1）规定电流方向，）规定电流方向，选一结点为地选一结点为地，列，列KCL。I1=7A+I2（2）规定电压极性规定电压极性，用结点电压算出各电流。，用结点电压算出各电流。I1=I2=15AU210AU2+-5V10V7A1 2 I1I2例：求电流例：求电流I1、I2A（3）带入）带入KCL，计算结点电压。，计算结点电压。AU210715AAUUV21IA32IA43作业题：用结点分析法求电流作业题：用结点分析法求电流I（保留（保留2位小数）位小数）I+10V4k(学号后两位学号后两位)k2k1mA2k4求电流求电流IE=12.

2、5V102.552I20ABUA=UB=5.2*5.2105.12V5.220*2055.12V10I=2BAUU2105.22105.2A75.35作业：求电流作业：求电流I（保留（保留2位小数）位小数）E=(学号后两位学号后两位)V102.555I151.5 回路分析法回路分析法方法：方法：以基本回路中的以基本回路中的回路电流回路电流为未知量为未知量,列写电列写电路方程分析电路的方法。当取路方程分析电路的方法。当取网孔电流网孔电流为未知量为未知量时，称时，称网孔法网孔法。基本思想：基本思想：为减少未知量为减少未知量(方程方程)的个数，假想每个回路的个数，假想每个回路中有一个回路电流。各支路

3、电流可用回路电流的中有一个回路电流。各支路电流可用回路电流的线性组合表示。线性组合表示。若采用基尔霍夫若采用基尔霍夫定律，需要列出定律，需要列出6个个独立方程联立求解，独立方程联立求解，解题过程复杂。解题过程复杂。假想电路的每个回路（网孔）里有一个回路电假想电路的每个回路（网孔）里有一个回路电流沿着回路的边界流动，以这些回路电流作为未知流沿着回路的边界流动，以这些回路电流作为未知量，则可根据量，则可根据KVL对所有回路列出电压方程。对所有回路列出电压方程。例：已知电动势和电阻的值，例：已知电动势和电阻的值，求各支路电流。求各支路电流。解：解：3个网孔和个网孔和4个结点个结点aIbIcI 选取网

4、孔电流选取网孔电流Ia、Ib、Ic以及它们的参考方向。以及它们的参考方向。在写出网孔方程时，通常在写出网孔方程时，通常把把网孔电流的参考方向作网孔电流的参考方向作为绕行方向为绕行方向，由，由KVL得到得到3个网孔方程为：个网孔方程为：网孔a：网孔网孔a：网孔网孔b：网孔网孔c：1aII 2bII3cII4baIII5caIII6cbIII各支路电流：各支路电流：aIbIcI+R1Ia+R5(Ia-Ic)R4(Ia-Ib)=-E1R2Ib+R6(Ib-Ic)+R4(Ib-Ia)=E2R3Ic+R5(Ic-Ia)+R6(Ic-Ib)=E3-E4回路法的一般步骤：回路法的一般步骤：(1)选定选定l（

5、网孔个数）（网孔个数）个回路，并确定其绕个回路，并确定其绕行方向（一致），以回路电流为未知量，列写其行方向（一致），以回路电流为未知量，列写其KVL方程；方程；(2)求解上述方程，得到求解上述方程，得到l 个回路电流；个回路电流；(3)求各支路电流（用回路电流表示）；求各支路电流（用回路电流表示）；(4)其它分析。其它分析。例：例：用网孔分析法求图示电路的支路电流。用网孔分析法求图示电路的支路电流。解：设电流源电压为解：设电流源电压为U，则网孔方程为：，则网孔方程为：补充方程补充方程 1(1)5VIU127AII求解以上方程得到：求解以上方程得到：123A 4A 2VIIU 1225AII 2

6、(2)10VIU+-UI Ia aI Ib b+-5V10V7A1 2 I1I212abIIIII Ib bI Ic cI Ia a例：例：用网孔分析法求解图示用网孔分析法求解图示 电路的网孔电流。电路的网孔电流。解：设解：设1A电流源电压为电流源电压为U1AabII解得：解得：Ia=4A，Ib=3A 和和 Ic=2A。20V2A+-1 3 I25 I3I11A1()20V=0acIIU53()0bbcIIIU 32AcII补充方程：补充方程：-+U1.6 动态网络分析举例（自学）动态网络分析举例（自学）1.7 有互感的网络（自学）有互感的网络（自学）二端网络：二端网络：1.8 二端网络的功率

7、二端网络的功率从网络中任意划出来的有两个引出端的网络。从网络中任意划出来的有两个引出端的网络。无源网络：无源网络：二端网络全部由无源元件组成。二端网络全部由无源元件组成。有源网络：有源网络：含有电源的二端网络。含有电源的二端网络。1e2e1R2R3R4RLCAB例：例：在下图中，已经在下图中，已经E=10V，R=5，试分别求，试分别求 出电源和电阻上的功率。出电源和电阻上的功率。解：电阻解：电阻R两端电压的数值两端电压的数值U等等 于电源电动势于电源电动势E，且电压与，且电压与 电流为关联方向。电流为关联方向。102A5UEIRR10 220WRPUI 或或221020W5RUPR在电源两端，

8、电源电压（注意：不是电动势在电源两端，电源电压（注意：不是电动势E）与）与电流为非关联方向。因此，电源消耗的功率为：电流为非关联方向。因此，电源消耗的功率为：EI+_RU+_PE=-UI=-102=-20W 由此可见，功率也有正负值之分。但由此可见，功率也有正负值之分。但功率功率的正负值的正负值与与电流电流或或电压电压值的正负值含义相似。值的正负值含义相似。以无源惯例，当功率为以无源惯例，当功率为正值正值，说明该元，说明该元件是消耗功率的，也称为吸收功率，该元件具件是消耗功率的，也称为吸收功率，该元件具有有负载特性负载特性，则这类元件称为，则这类元件称为耗能元件耗能元件；当功率为当功率为负值负

9、值，说明该元件是发出功率，说明该元件是发出功率的，用于提供电能，该元件具有的，用于提供电能，该元件具有电源特性电源特性，故，故这类元件称为这类元件称为电源元件电源元件。对于任一电路，各元件吸收功率的总和（记对于任一电路，各元件吸收功率的总和（记为为 ，总为正值）等于电源发出功率的总和，总为正值）等于电源发出功率的总和（记为（记为 ，总为负值），它们符合能量守恒定，总为负值），它们符合能量守恒定律。可表示为：律。可表示为：RPEP0ERPPP电路中所有电阻元件都是吸收功率的，但电路中所有电阻元件都是吸收功率的，但并非所有电源元件都是发出功率的。并非所有电源元件都是发出功率的。此式也称为功率平衡方

10、程。此式也称为功率平衡方程。注注意意0P0P 综上所述，电路中元件综上所述，电路中元件吸收功率吸收功率时，功率总时，功率总为为正值正值，即，即，而电路元件，而电路元件发出功率发出功率时，功时，功率总为率总为负值负值，即，即 。例：在下图所示例电路中，已知例：在下图所示例电路中，已知E190V，E2=40V，R1=10，R2=20，R3=30。试求：（试求：（1）支路电流）支路电流I1、I2和和I3；（2）检验电路中功率的平衡关系。）检验电路中功率的平衡关系。解：（解：（1）先求解各支路电流）先求解各支路电流aI1I2R1E1_+_R2 E2bI3R3结点电压法结点电压法121212311160

11、VaEERRURRR1113A,AEUIR2221A,aEUIR 332AaUIR（2）再求解电路的功率，各电阻消耗的功率为：）再求解电路的功率，各电阻消耗的功率为：321RRRRPPPP222112233222(3)10(1)20(2)30230WI RI RI R 电源的功率为：电源的功率为：aI1I2R1E1_+_R2 E2bI3R3 其中其中PE20，说明，说明电源电源E2消耗功率。因此，电源消耗的总功率为：消耗功率。因此，电源消耗的总功率为：PE1=-E1I1 =-903=-270WPE2=E2I2 =401=40W230(230)0WREPPP 计算结果表明，整个电路的功率符合平衡条件。计算结果表明，整个电路的功率符合平衡条件。电路吸收的总功率：电路吸收的总功率：PE=PE1+PE2=-270+40=-230W精品课件！精品课件！22作业题：用网孔分析法求电流作业题：用网孔分析法求电流I，并计算，并计算所有元件的功率。所有元件的功率。（保留（保留2位小数）位小数）20V10V+-1 3 I(学号后两位学号后两位)1A+-