电路概念与分析方法课件.pptx

1、2023-2-1512023-2-152电源电源:2023-2-1532023-2-1542023-2-155+-电压源元件（电压源元件（US）电流源元件（电流源元件（IS）电电 感感 元元 件件（L）电电 容容 元元 件件（C）电电 阻阻 元元 件（件（R）2023-2-1562023-2-1572023-2-1582023-2-1592023-2-1510o注意：注意：规定参考方向后，电压或规定参考方向后，电压或电流前面的正负号，只表示参考电流前面的正负号，只表示参考方向与实际方向的关系。方向与实际方向的关系。2023-2-1511补充：关联参考方向补充：关联参考方向(associated

2、 reference direction)：如果指定流过元件电流的参考方向是从标如果指定流过元件电流的参考方向是从标以电压以电压“+”极流向极流向“-”极性的一端，即两者极性的一端，即两者的参考方向一致，称电压、电流的这种参考的参考方向一致，称电压、电流的这种参考方向为关联参考方向；否则称为非关联参考方向为关联参考方向；否则称为非关联参考方向。方向。关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向I+-+-IUURRURIURI 2023-2-15126 32URI 6 32URI 2023-2-1513o 水往低处流水往低处流R2023-2-1514WPUIt2023-2-1515消耗能

3、量，消耗能量，发出能量，发出能量，2023-2-151622/PUIRIUR WUItPt 电路中，时间 t 内电场力做的功为在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零受控源特点：当控制电压或电流消失或等于零时，则US=10 V、IS=0A 时，Uo=1VVc=Ucb=Us1=140 V回路：abda、abca、adbca 对直流电压，有 U Us补充：理想电流源置零：Is=0时，理想电流源等效为开路。仅于外电路进行能量交换。（2）与电流源串联的电阻不写入方程中。（1）实现电能的传输、分配与转换Vb=Uba=106=60VR1 I1+R3I3=Us1通常设参考点的电位为零R

4、2I2+R3I3=Us2电流 I1=I2=0，二端网络：具有两个出线端的部分电路Vc=Uca=420=80 V（2）参考方向的表示方法能够独立产生电流的电路元件。2023-2-1517补充：电阻的两种极限情况（短路；断路）：补充：电阻的两种极限情况（短路；断路）：o 1.R=0，电阻相当于一根理论导线（短路，电阻相当于一根理论导线（短路），电阻两端电压），电阻两端电压U=0；o 2.R=，电阻相当于开路（断路），电阻相当于开路（断路），I=0。2023-2-1518iu+-eL+-LddddieLtt ddLiueLt212WLi2023-2-1519注意：注意：o 电感只储存能量，不消耗能量

5、。仅于外电路电感只储存能量，不消耗能量。仅于外电路进行能量交换。进行能量交换。2023-2-1520+_够够qCu212WCudduiCt2023-2-1521o 电容只储存能量，不消耗能量。仅于外电路电容只储存能量，不消耗能量。仅于外电路进行能量交换。进行能量交换。2023-2-1522电容和电感的串并联：电容和电感的串并联：121111.eqnCCCC12.eqnCCCC12.eqnLLLL1231111.eqLLLL电容串联：电容串联：电容并联：电容并联：电感串联：电感串联：电感并联：电感并联：2023-2-15232023-2-15242023-2-1525补充：补充：Us=0时，理想

6、电压源时，理想电压源等效为一等效为一理想导线理想导线。2023-2-1526 SSOUIR电压源与电流源等效变换（2）电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关电 容 元 件（C）注意：对含有受控源的二端网络的等效变换与独立源等效变换基本相同，在等效变换时受控源可先当作独立源进行变换。或 I1+I2I3=0注意：规定参考方向后，电压或电流前面的正负号，只表示参考方向与实际方向的关系。（2）应用 KCL 对结点列出N-1个独立的结点电流方程I=IS能够独立产生电流的电路元件。解：（2）求等效电源的内阻R0R1 I1+R3I3=Us1（2）当开关闭合时,电路

7、-UAB+UA -UB=0联立两式解得：K1=0.R2 I2 R4 I4 R6 I6=0（1）电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变仅于外电路进行能量交换。U=Us IR0若 U=5V，则电压的实际方向从 a 指向 b电容只储存能量，不消耗能量。2023-2-1527 2023-2-15282023-2-1529补充：补充：Is=0时，理想电流源时，理想电流源等效为等效为。2023-2-1530S0UIIR2023-2-15312023-2-1532电流源的方向为电压源的负极到正极的方向。电流源的方向为电压源的负极到正极的方向。2023-2-15332023-2-15

8、34SSS00UUIR 2023-2-15352023-2-1536支路：ab、bc、ca、（共6条）（2）应用 KCL 对结点列出N-1个独立的结点电流方程10 电路中电位的计算US=10 V、IS=0A 时，Uo=1V独立的节点电流方程有 (N-1)个或：US=U0=U1 R1 I=40V 2.（1）在列出节点电压方程时，把实际电压源模型等效成实际电流源模型。（1）在列出节点电压方程时，把实际电压源模型等效成实际电流源模型。R2 I2 R1 I1+Us=0Vb=Uba=106=60V叠加原理：对于线性电路，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支

9、路中所产生的电流的代数和（2）与电流源串联的电阻不写入方程中。（3）联立解得：I1=2A，I2=3A，I3=6A解:（1）当开关S断开时R1 I1+R3 I3 Us1=0（2）应用 KCL 对结点列出N-1个独立的结点电流方程下次课讲1.即:I入=I出由电压源Us和内阻 R0 串联组成结点电压法：以结点电压为未知量，列方程求解2023-2-1537nkSksnsssSequuuuuu1321补充：补充：2023-2-1538121nSsssnskkiiiii等效电路等效电路82A1A222I23A2A21I 2023-2-1544注意：注意：对含有受控源的二端网络的等效变换对含有受控源的二端网

10、络的等效变换与独立源等效变换基本相同，在等效变换与独立源等效变换基本相同，在等效变换时受控源可先当作独立源进行变换时受控源可先当作独立源进行变换。电 容 元 件（C）（1）叠加原理只适用于线性电路Udb=Us2=90 V回路数：3 独立回路（网孔）：2回路：abda、abca、adbca 任何一个有源二端线性网络都可以用一个电压源（US理想电压源和内阻 R0 串联）来等效代替9节，请大家提前预习。电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成理想电压源:U Us设 b为参考点，即Vb=0V独立的节点电流方程有 (N-1)个电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作

11、；（2）电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关回路1：12I1 6I2=4210 电路中电位的计算R2I2+R3 I3Us2=0将 IS 断开-UAB-I2R2+Us2=0在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向（2）当开关闭合时,电路例U U0 0=1500I-100I+20=1400I+20=1500I-100I+20=1400I+202023-2-15512023-2-15532023-2-15542023-2-15552023-2-1556注意：规定参考方向后，电压或电流前面的正负号，只表示参考方向与实际方向的关系。当 RL=1 时，I=10

12、A，U=10 V（2）与电流源串联的电阻不写入方程中。受控电源：指电路中的电压或电流电流受电路中其它（1）在图中标出各支路电流参考方向，对选定的回电流恒定，电压随负载变化（5）理想电流源与元件（电阻或理想电压源）串联补充：电阻的两种极限情况（短路；R2I2+R3I3=Us2能够独立产生电流的电路元件。由电压源Us和内阻 R0 串联组成等效电源的US 就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后 a、b两端之间的电压试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示R2 I2 R1 I1+Us=0下次课讲1.（1）应用KCL列结点电流方程在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向U=Us IR0设 Us=

13、10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流当 RL=1 时，I=10A，U=10 V2023-2-1557ABUCABBUCUAU+RB1RCRB2REIEIBUCCICUCE2023-2-1558解：解：绕行方向和各元件绕行方向和各元件上的电压如图所示。上的电压如图所示。对右侧回路由对右侧回路由KVL得得-U-UABAB-I-I2 2R R2 2+U+Us2s2=0=0-（-2-2）-20I-20I2 2+10=0+10=0得：得：I I2 2=0.6mA=0.6mA对左侧回路由对左侧回路由KVLKVL得得U Us1s1-I-I1 1R R1 1-I-I2 2R R2 2+U+Us2s2=0

14、=06-10I6-10I1 1-0.6-0.620+10=020+10=0得：得：I I1 1=0.4mA=0.4mA2023-2-1561baI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3U1123III 312III 1113322233121122UI RI RUI RI RUUI RI R baI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3U12023-2-1563N=2、B=3bR1R2U2U1+-R3+_a3341 A1I？1+-3V4V1 1+-5VI1I2I323456 A1I 1237 AIII 2023-2-15652023-2-15662023-2-1569例例202

15、3-2-1570 下次课讲下次课讲1.7,1.8,1.9节，请节，请大家提前预习。大家提前预习。2023-2-15712023-2-157211110nuvvu22220nuvvu33330nuvvu41313nnuvvuu51212nnuvvuu62323nnuvvuu111222333441355126623()()()nnnnnnnnniGuiG uiG uiG uuiG uuiG uu2023-2-1573整理后：整理后：111122133112112222332231132233333nnnsnnnsnnnsG uG uG uiG uG uG uiG uG uG ui写出一般形式：写

16、出一般形式：14515243151256263416234632()()0()nnnsnnnnnnsGGG uG uG uiG uGGG uG uG uG uGGG ui 2023-2-15741111221(1)(1)112112222(1)(1)22(1)11(1)22(1)(1)(1)(1)(1).nnnn nSnnnn nSnnnnnnn nS nnG uG uGuiG uG uGuiGuGuGui自电导总为正，互电导总为负。自电导总为正，互电导总为负。流入该节点流入该节点的等效电流的等效电流源，流入取源，流入取+，流出取流出取-自自电电导导互互电电导导2023-2-1575例例3.8

17、用节点电压法求电路中各电阻支路电流用节点电压法求电路中各电阻支路电流 解：解：参考节点和节点电压如图所示。设节点电压分别为参考节点和节点电压如图所示。设节点电压分别为u un1n1和和u un2n2，用观察法列出节点方程用观察法列出节点方程 整理得：整理得：解得各节点电压为解得各节点电压为12(1 1)(1)5Annuu12(1)(12)10Annuu 1225Vnnuu12310Vnnuu 11Vnu23Vnu 2023-2-1576运用节点电压法列出方程时需要注意：运用节点电压法列出方程时需要注意：（1）在列出节点电压方程时，把实际电压）在列出节点电压方程时，把实际电压源模型等效成实际电流

18、源模型。源模型等效成实际电流源模型。（2）与电流源串联的电阻不写入方程中。）与电流源串联的电阻不写入方程中。R2I2+R3I3=Us2KCL反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系1、K2=0.回路数：3 独立回路（网孔）：2若 I=5A，则电流从 a 流向 b有源二端网络：二端网络中含有电源（A）解：（2）求等效电源的内阻R0电路中，时间 t 内电场力做的功为回路：由支路组成的闭合路径某点电位为正，说明该点电位比参考点高回路：abda、abca、adbca 注意：规定参考方向后，电压或电流前面的正负号，只表示参考方向与实际方向的关系。当 RL=10 时，I=10A，U=100V仅于外

19、电路进行能量交换。（2）若所选回路中包含恒流源支路，则因恒流源两端的电压未知，所以，有一个恒流源就出现一个未知电压，因此，在此种情况下不可少列KVL方程在参考方向选定后，电流 或(电压)值才有正负之分有源二端网络：二端网络中含有电源（A）（5）应用叠加原理时可把电源分组求解，即每个分电设 b为参考点，即Vb=0V受控电源：指电路中的电压或电流电流受电路中其它2023-2-1577例2023-2-1578s1212UIIRR2112SRIIRR s2111S1212URIIIIRRRR1212SRIIRRs1S1212URIRRRRs22310A1A55UIRR S221 5V5VUI R 22

20、2 1A0.5A0.5AIII所所以以32S23510.5A55RIIRR S220.5 5V2.5VUR ISSS5V2.5V7.5VUUU2023-2-158322221111111111()PR IR IIR IR I2023-2-15842023-2-158512124020A2.5 A44UUIRR120122RRRRR s30330A2 A2 13UIRRs11260.646UIRRs23460.3128UIRR011420.6 60.3 81.2UR IR I 3412012347.2RRRRRRRRR 0G0G1.2A0.05 A7.216.8UIRR2023-2-15932023-2-15952023-2-1597注意：注意：o 电感只储存能量，不消耗能量。仅于外电路电感只储存能量，不消耗能量。仅于外电路进行能量交换。进行能量交换。82A1A222I2023-2-15100 下次课讲下次课讲1.7,1.8,1.9节，请节，请大家提前预习。大家提前预习。2023-2-15101120122RRRRR s30330A2 A2 13UIRR0G0G1.2A0.05 A7.216.8UIRR