《電工學(xué)課件(王懷平)第2章電路的分析方法》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電工學(xué)課件(王懷平)第2章電路的分析方法（69頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、下一頁,總目錄,章目錄,返回,上一頁,第,2,章 電路的分析方法,2.1,電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換,2.2,電阻星型聯(lián)結(jié)與,三角型聯(lián)結(jié)的等效變換,2.3,電壓源與電流源及其等效變換,2.4,支路電流法,2.5,結(jié)點(diǎn)電壓法,2.6,疊加原理,2.7,戴維寧定理與諾頓定理,2.8,受控源電路的分析,2.9,非線性電阻電路的分析,,本章要求：,,1.,掌握支路電流法、疊加原理和戴維寧定理等,,電路的基本分析方法。,,2.,了解實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換。,,3.,了解非線性電阻元件的伏安特性及靜態(tài)電阻、,,動態(tài)電阻的概念，以及簡單非線性電阻電路,,的圖解分析法。,第,2,章 電路的分析方法,

2、,2.1,電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換,電阻的串聯(lián),特點(diǎn):,,1)各電阻一個接一個地順序相聯(lián)；,兩電阻串聯(lián)時的分壓公式：,R,=,R,1,+,R,2,3)等效電阻等于各電阻之和；,4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。,R,1,,U,1,U,R,2,U,2,I,+,–,+,+,–,–,,R,,U,I,+,–,2)各電阻中通過同一電流；,應(yīng)用：,,降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。,,2.1.2 電阻的并聯(lián),兩電阻并聯(lián)時的分流公式：,(3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和；,(4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。,特點(diǎn):,,(1)各電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點(diǎn)之間；,R,,U,I,+,–,I,1,I,2,R,

3、1,,U,R,2,I,+,–,,(2)各電阻兩端的電壓相同；,應(yīng)用：,,分流、調(diào)節(jié)電流等。,,2.2,,電阻,星,形聯(lián)結(jié)與,三角形聯(lián)結(jié)的等換,,R,O,,電阻,?,形聯(lián)結(jié),Y-,?,等效變換,電阻,Y,形聯(lián)結(jié),R,O,C,B,A,D,C,A,D,B,I,a,I,b,I,c,b,c,,R,a,R,c,R,b,,,a,,,,,,,a,c,b,R,ca,R,bc,R,ab,,I,a,I,b,I,c,,2.2,,電阻,星,形聯(lián)結(jié)與,三角形聯(lián)結(jié)的等效變換,等效變換的條件：,,,對應(yīng)端流入或流出的電流(,I,a,、,I,b,、,I,c,)一一相等，對應(yīng)端間的電壓(,U,ab,、,U,bc,、,U,ca,)

4、也一一相等。,經(jīng)等效變換后，不影響其它部分的電壓和電流。,等效變換,,,,,,,a,C,b,R,ca,R,bc,R,ab,電阻,?,形聯(lián)結(jié),I,a,I,b,I,c,電阻,Y,形聯(lián)結(jié),I,a,I,b,I,c,b,C,,R,a,R,c,R,b,,,a,,2.2,,電阻,星,形聯(lián)結(jié)與,三角形聯(lián)結(jié)的等效變換,據(jù)此可推出兩者的關(guān)系,,條,,件,等效變換,,,,,,,a,C,b,R,ca,R,bc,R,ab,電阻,?,形聯(lián)結(jié),I,a,I,b,I,c,電阻,Y,形聯(lián)結(jié),I,a,I,b,I,c,b,C,,R,a,R,c,R,b,,,a,,2.2,,電阻,星,形聯(lián)結(jié)與,三角形聯(lián)結(jié)的等效變換,Y,??,? ?,Y

5、,a,等效變換,,,,,,,a,c,b,R,ca,R,bc,R,ab,,I,a,I,b,I,c,I,a,I,b,I,c,b,c,,R,a,R,c,R,b,,,,將Y形聯(lián)接等效變換為,?,形聯(lián)結(jié)時,,若,R,a,=,R,b,=,R,c,=,R,Y,時，有,R,ab,=,R,bc,=,R,ca,=,R,?,= 3,R,Y,；,,將,?,形聯(lián)接等效變換為,Y,形聯(lián)結(jié)時,,若,R,ab,=,R,bc,=,R,ca,=,R,?,時，有,R,a,=,R,b,=,R,c,=,R,Y,=,R,?,/3,2.2,,電阻,星,形聯(lián)結(jié)與,三角形聯(lián)結(jié)的等效變換,等效變換,,,,,,,a,c,b,R,ca,R,bc,R

6、,ab,I,a,I,b,I,c,I,a,I,b,I,c,b,c,,R,a,R,c,R,b,,,a,,例1：,對圖示電路求總電阻R,12,R,12,2,?,1,2,2,?,2,?,1,?,1,?,1,?,由圖：,,R,12,=2.68,?,R,12,C,D,1,2,?,1,?,1,?,0.4,?,0.4,?,0.8,?,2,R,12,1,0.8,?,2.4,?,1.4,?,1,?,2,1,2,2.684,?,,例2：,計算下圖電路中的電流,I,1,。,I,1,–,+,4,?,5,?,8,?,4,?,4,?,12V,a,b,c,d,解：,將聯(lián)成,?,形abc的電阻變換為Y形聯(lián)結(jié)的等效電阻,I,1,

7、–,+,4,?,5,?,R,a,R,b,R,c,12V,a,b,c,d,,例2：,計算下圖電路中的電流,I,1,。,I,1,–,+,4,?,5,?,8,?,4,?,4,?,12V,a,b,c,d,解：,I,1,–,+,4,?,5,?,R,a,,2,?,R,b,,1,?,R,c,,2,?,12V,a,b,c,d,,2.3,電壓源與電流源及其等效變換,2.3.1,電壓源,,電壓源模型,由上圖電路可得:,,U,=,E – IR,0,,若,R,0,= 0,理想電壓源 :,U,,?,,E,U,0,=,E,,電壓源的外特性,I,U,I,R,L,,R,0,,+,,-,E,U,+,–,電壓源是由電動勢,E,,

8、和內(nèi)阻,R,0,串聯(lián)的電源的電路模型。,若,R,0,<<,R,L,，,U,?,,E,，,,可近似認(rèn)為是理想電壓源。,理想電壓源,O,電壓源,,理想電壓源（恒壓源）,例1：,(2) 輸出電,壓是一定值，恒等于電動勢。,,對直流電壓，有,U,,?,E,。,(3) 恒壓源中的電流由外電路決定。,特點(diǎn):,(1) 內(nèi)阻,R,0,,= 0,I,E,+,_,U,+,_,設(shè),,E,= 10 V，接上,R,L,,后，恒壓源對外輸出電流。,R,L,,,當(dāng),R,L,= 1,? 時，,U,= 10 V，,I,= 10A,,當(dāng),R,L,= 10,? 時，,U,= 10 V，,I,= 1A,外特性曲線,I,U,

9、E,O,電壓恒定，電,,流隨負(fù)載變化,,2.3.2,電流源,I,R,L,,U,0,=,I,S,R,0,,電流源的外特性,I,U,理想電流源,O,I,S,電流源是由電流,I,S,和內(nèi)阻,R,0,并聯(lián)的電源的電路模型。,由上圖電路可得:,若,R,0,=,?,理想電流源 :,I,,?,,I,S,,,若,R,0,>>,R,L,，,I,?,,I,S,,，可近似認(rèn)為是理想電流源。,電流源,電流源模型,,R,0,U,R,0,U,I,S,+,－,,理想電流源（恒流源),例1：,(2) 輸出電,流是一定值，恒等于電流,I,S,；,(3) 恒流源兩端的電壓,U,由外電路決定。,特點(diǎn):,(1) 內(nèi)阻,R,0,

10、,=,? ；,設(shè),I,S,= 10 A，接上,R,L,,后，恒流源對外輸出電流。,R,L,,當(dāng),R,L,= 1,? 時，,I,= 10A ，,U,= 10 V,,當(dāng),R,L,= 10,? 時，,I,= 10A ，,U,= 100V,外特性曲線,,,I,U,I,S,O,I,I,S,U,+,_,電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。,,2.3.3,電壓源與電流源的,等效變換,由圖a：,,,U,=,E,－,IR,0,由圖b：,,U,=,I,S,R,0,–,IR,0,I,R,L,,R,0,,+,,–,E,U,+,–,電壓源,等效變換條件:,E,=,I,S,R,0,R,L,,,R,0,U,R,0,U,I,S,I

11、,+,–,電流源,,② 等效變換,時，兩電源的,參考方向,要一一對應(yīng)。,③,理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。,① 電壓源和電流源的等效關(guān)系只,對,外,電路而言，,,對電源,內(nèi)部則是,不等效的。,,注意事項：,例：當(dāng),R,L,=,? 時，,電壓源的內(nèi)阻,R,0,中不損耗功率，,,而電流源的內(nèi)阻,R,0,中則損耗功率。,④ 任何一個電動勢,E,和某個電阻,R,串聯(lián)的電路，,,都可化為一個,電流為,I,S,和這個電阻并聯(lián)的電路。,R,0,,+,,–,E,a,b,I,S,,R,0,a,b,R,0,,–,,+,E,a,b,I,S,,R,0,a,b,,例1:,求下列各電路的等效電源,解:,,+

12、,,–,a,b,U,2,?,5V,(a),+,?,+,,–,a,b,U,5V,(c),+,?,a,+,,-,2V,5V,U,,+,,-,b,2,?,(c),+,?,(b),a,,U,,5A,2,?,3,?,b,+,?,(a),a,+,,–,,,5V,3,?,2,?,U,+,?,a,,5A,b,U,3,?,(b),+,?,,例2:,試用電壓源與電流源等效變換的方法,,計算2,?電阻中的電流。,解:,–,8V,,,+,,–,2,?,2,V,,+,2,?,I,(d),,2,?,由圖,(d),可得,6V,3,?,,+,,–,,+,,–,12V,2A,6,?,,,,1,?,1,?,2,?,I,(a),,

13、,2A,,3,?,1,?,2,?,2V,,+,–,I,2A,,6,?,,1,?,(b),4A,,,,2,?,2,?,2,?,2V,,+,–,I,(c),,例3：,解：,統(tǒng)一電源形式,試用電壓源與電流源等效變換的方法計算圖示,,電路中1,?,電阻中的電流。,2,?,,+,,-,,,,+,,-,,6V,4V,I,2A,,3,?,,4,?,,6,?,1?,,2A,3,?,6,?,,2A,,,I,4,?,2,?,1?,,,1A,,,I,4,?,2,?,1?,,1A,,2,?,4A,,解：,,,I,4,?,2,?,1?,,1A,,2,?,4A,1?,,,I,4,?,2,?,,1A,2,?,8V,,+,,

14、-,,I,4,?,1?,,1A,,4,?,2A,,I,2,?,1?,,3A,,例3:,電路如圖。,U,1,＝10V，,I,S,＝2A，,R,1,＝1,Ω，,,R,2,＝2,Ω，,R,3,＝5,Ω ，,R,＝1,Ω。(1) 求電阻,R,中的電流,I,；(2)計算理想電壓源,U,1,中的電流,I,U1,和理想電流源,I,S,兩端的電壓,U,IS,；(3)分析功率平衡。,解：(1)由電源的性質(zhì)及電源的等效變換可得：,,,a,,I,R,I,S,b,,I,1,R,1,(c),I,R1,,,I,R,1,R,I,S,,R,3,,+,_,I,U1,+_,U,IS,U,R,2,+_,U,1,a,b,(a),a,

15、,,I,R,1,R,I,S,+_,U,1,b,(b),,(2)由圖(a)可得：,理想電壓源中的電流,理想電流源兩端的電壓,a,,I,R,I,S,b,,I,1,R,1,(c),a,,,I,R,1,R,I,S,+_,U,1,b,(b),,各個電阻所消耗的功率分別是：,兩者平衡：,(60+20)W=(36+16+8+20)W,80W=80W,(3)由計算可知，本例中理想電壓源與理想電流源,,都是電源，發(fā)出的功率分別是：,,2.4,支路電流法,支路電流法：,以支路電流為未知量、應(yīng)用基爾霍夫,,定律（KCL、KVL）列方程組求解。,對上圖電路,,支路數(shù)：,b,=3 結(jié)點(diǎn)數(shù)：,n,=2,1,

16、2,b,a,+,,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,3,回路數(shù) = 3 單孔回路（網(wǎng)孔）=2,若用支路電流法求各支路電流應(yīng)列出三個方程,,1.,在圖中標(biāo)出各支路電流的參考方向，對選定的回路,,標(biāo)出回路循行方向。,2.,應(yīng)用 KCL 對結(jié)點(diǎn),列出,,(,n,－1 ),個獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流,,方程。,3.,應(yīng)用 KVL 對回路,列出,,b,－(,n,－1 ),,個,獨(dú)立的回路,,電壓方程,（,通?？扇?網(wǎng)孔,列出,）,,。,4. 聯(lián)立求解,b,個方程，求出各支路電流。,b,a,+,,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,

17、2,對結(jié)點(diǎn),a,：,例1,,：,1,2,I,1,+,I,2,–,I,3,=0,對網(wǎng)孔1,：,對網(wǎng)孔2,：,I,1,R,1,+,I,3,R,3,=,E,1,I,2,R,2,+,I,3,R,3,=,E,2,支路電流法的解題步驟:,,(1) 應(yīng)用KCL列(,n,-1)個結(jié)點(diǎn)電流方程,因支路數(shù),b,=6，,,所以要列6個方程。,(2) 應(yīng)用KVL選網(wǎng)孔列回路電壓方程,(3) 聯(lián)立解出,,I,G,支路電流法是電路分析中最基本的方法之一，但當(dāng)支路數(shù)較多時，所需方程的個數(shù)較多，求解不方便。,例2：,a,d,b,c,E,–,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,2,I,4,I,G,I,1,I,3,I

18、,對結(jié)點(diǎn),a,：,I,1,–,I,2,–,I,G,= 0,對網(wǎng)孔abda,：,I,G,R,G,–,I,3,R,3,+,I,1,R,1,= 0,對結(jié)點(diǎn),b,：,I,3,–,I,4,+,I,G,= 0,對結(jié)點(diǎn),c,：,I,2,+,I,4,–,I,,= 0,對網(wǎng)孔acba,：,I,2,R,2,–,,I,4,R,4,–,I,G,R,G,= 0,對網(wǎng)孔bcdb,：,I,4,R,4,+,I,3,R,3,=,E,試求檢流計中的電流,I,G,。,R,G,,支路數(shù),b,=4，但恒流源支路的電流已知，,則未知電流只有3個，,能否只列3個方程？,例3：,試求各支路電流,。,b,a,,,I,2,I,3,,42V,+,

19、,–,I,1,12,?,6,?,7,A,3,?,c,d,1,2,支路中含有恒流源,。,可以。,注意：,,(1),當(dāng)支路中含有恒流源時,，,若在列KVL方程時，,所選回路中不包含恒流源支路,，,這時，電路中有幾條支路含有恒流源，則可少列幾個KVL方程。,(2),若所選回路中包含恒流源支路,，,則因恒流源兩端的電壓未知，所以，有一個恒流源就出現(xiàn)一個未知電壓，因此，在此種情況下不可少列KVL方程。,,(1) 應(yīng)用KCL列結(jié)點(diǎn)電流方程,支路數(shù),b,=4，但恒流源支路的電流已知，則,未知電流只有3個，所以可只列3個方程。,(2) 應(yīng)用KVL列回路電壓方程,(3) 聯(lián)立解得：,I,1,= 2A，,,I

20、,2,= –3A，,,I,3,=6A,,例3：,試求各支路電流,。,對結(jié)點(diǎn),a,：,I,1,+,I,2,–,I,3,= – 7,對回路1,：12,I,1,– 6,I,2,= 42,對回路2,：6,I,2,+ 3,I,3,= 0,b,a,,,I,2,I,3,,42V,+,,–,I,1,12,?,6,?,7,A,3,?,c,d,當(dāng)不需求,a,、,c,和,b,、,d,間的電流時，(,a,、,c,)(,,b,、,d,)可分別看成一個結(jié)點(diǎn)。,支路中含有恒流源,。,1,2,因所選回路不包含恒流源支路，所以，3個網(wǎng)孔列2個KVL方程即可。,,(1) 應(yīng)用KCL列結(jié)點(diǎn)電流方程,支路數(shù),b,=4，且恒流源支路

21、的電流已知。,(2) 應(yīng)用KVL列回路電壓方程,(3) 聯(lián)立解得：,I,1,= 2A，,,I,2,= –3A，,,I,3,=6A,,例3：,試求各支路電流,。,對結(jié)點(diǎn),a,：,I,1,+,I,2,–,I,3,= – 7,對回路1,：12,I,1,– 6,I,2,= 42,對回路2,：6,I,2,+,U,X,,= 0,b,a,,,I,2,I,3,,42V,+,,–,I,1,12,?,6,?,7,A,3,?,c,d,1,2,因所選回路中包含恒流源支路，,而恒流源兩端的電壓未知，,所以有3個網(wǎng)孔則要列3個KVL方程。,3,+,,U,X,,–,對回路3,：,–,U,X,,+,3,I,3,= 0,,2.

22、 5,結(jié)點(diǎn)電壓法,結(jié)點(diǎn)電壓的概念：,任選電路中某一結(jié)點(diǎn)為零電位參考點(diǎn)(用,?,表示)，其他各結(jié)點(diǎn)對參考點(diǎn)的電壓，稱為結(jié)點(diǎn)電壓。,,,結(jié)點(diǎn)電壓的參考方向從結(jié)點(diǎn)指向參考結(jié)點(diǎn)。,結(jié)點(diǎn)電壓法適用于支路數(shù)較多，結(jié)點(diǎn)數(shù)較少的電路。,結(jié)點(diǎn)電壓法：,以結(jié)點(diǎn)電壓為未知量，列方程求解。,在求出結(jié)點(diǎn)電壓后，可應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律求出各支路的電流或電壓。,b,a,,,I,2,I,3,,E,+,,–,I,1,R,1,R,2,I,S,R,3,在左圖電路中只含有兩個結(jié)點(diǎn)，若設(shè) b 為參考結(jié)點(diǎn)，則電路中只有一個未知的結(jié)點(diǎn)電壓。,,2個結(jié)點(diǎn)的,結(jié)點(diǎn)電壓方程的推導(dǎo)：,設(shè)：,V,b,= 0 V,,結(jié)點(diǎn)電壓為,U,，參考方向從

23、 a 指向 b。,2. 應(yīng)用歐姆定律求各支路電流 ：,1. 用KCL對結(jié)點(diǎn),,a,列方程：,,I,1,–,I,2,+,I,S,–,I,3,= 0,,E,1,+,,–,I,1,R,1,U,+,－,b,a,,E,2,,+,,–,I,2,I,S,I,3,,E,1,+,,–,I,1,R,1,R,2,R,3,+,–,U,,將各電流代入,,KCL方程則有：,整理得：,注意：,,(1),,上式,僅適用于兩個結(jié)點(diǎn)的電路。,(2),分母是各支路電導(dǎo)之和, 恒為正值；,,分子中各項可以為正，也可以可負(fù)。,,當(dāng),E,和,I,S,與結(jié)點(diǎn)電壓的參考方向相反時取正號，,,相同時則取負(fù)號。而與各支路電流的參考方向無關(guān)。,2

24、個結(jié)點(diǎn)的,結(jié)點(diǎn)電壓方程的推導(dǎo)：,即結(jié)點(diǎn)電壓方程：,,例1：,b,a,,,I,2,I,3,,42V,+,,–,I,1,12,?,6,?,7,A,3,?,,,試求各支路電流,。,解：,①求結(jié)點(diǎn)電壓,U,ab,② 應(yīng)用歐姆定律求各電流,,例2:,電路如圖：,已知：,E,1,=50 V、,E,2,=30 V,,I,S1,=7 A、,I,S2,=2 A,,R,1,=2,?、,R,2,=3 ?、,R,3,=5 ?,試求：各電源元件的功率。,解：,(1) 求結(jié)點(diǎn)電壓,U,ab,注意：,,恒流源支路的電阻,R,3,不應(yīng)出現(xiàn)在分母中,。,b,,+,,–,R,1,E,1,,,R,2,E,2,,R,3,I,S

25、1,I,S2,a,+,_,I,1,I,2,+,,U,I1,,–,,(2) 應(yīng)用,歐姆定律求各電壓源電流,(3) 求,各電源元件的,功率,（因電流,I,1,從,E,1,的“,+,”端,流出,，所以,發(fā)出,功率）,（,發(fā)出,功率）,（,發(fā)出,功率）,（因電流,I,S2,從,U,I2,的“,–,”端,流出,，所以,取用,功率）,,P,E1,=,E,1,,I,1,= 50,? 13 W,= 650 W,,P,E2,=,E,2,,I,2,= 30,? 18W,= 540 W,,P,I1,=,U,I1,,I,S1,=,U,ab,,I,S1,= 24,? 7 W,= 168 W,,P,I2,=,U,I2,

26、,I,S2,= (,U,ab,–,I,S2,R,3,),I,S2,= 14,? 2 W,= 28 W,+,,U,I2,,–,b,,+,,–,R,1,E,1,,,R,2,E,2,,R,3,I,S1,I,S2,a,+,_,I,1,I,2,+,,U,I1,,–,,例3:,計算電路中A、B 兩點(diǎn)的電位。C點(diǎn)為參考點(diǎn)。,I,3,A,I,1,B,5,?,5,?,+,–,15V,10,?,10,?,15,?,+,-,65V,I,2,I,4,I,5,C,I,1,–,I,2,+,I,3,= 0,,I,5,–,I,3,–,I,4,= 0,解：,(1) 應(yīng)用KCL對結(jié)點(diǎn)A和 B列方程,(2) 應(yīng)用歐姆定律求各電

27、流,(3) 將各電流代入KCL方程，整理后得,5,V,A,–,V,B,= 30,,– 3,V,A,+ 8,V,B,= 130,,解得:,V,A,= 10V,,,V,B,= 20V,,2.6,疊加原理,,疊加原理：,對于,線性電路,，任何一條支路的電流，都可以看成是由電路中各個電源（電壓源或電流源）分別作用時，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。,原電路,,+,,–,,E,R,1,R,2,(a),I,S,I,1,I,2,I,S,單獨(dú)作用,,R,1,R,2,(c),I,1,'',I,2,'',+,,I,S,E,單獨(dú)作用,=,,+,,–,,E,R,1,R,2,(b),I,1,',I,2,',,疊加原理

28、,,由圖 (c)，當(dāng),I,S,單獨(dú)作用時,同理,：,I,2,=,I,2,',+,I,2,'',由圖 (b)，當(dāng),E,,單獨(dú)作用時,原電路,,+,,–,,E,R,1,R,2,(a),I,S,I,1,I,2,I,S,單獨(dú)作用,,R,1,R,2,(c),I,1,'',I,2,'',+,,I,S,E,單獨(dú)作用,=,,+,,–,,E,R,1,R,2,(b),I,1,',,I,2,',,根據(jù)疊加原理,,解方程得:,用支路電流法證明：,原電路,,+,,–,,E,R,1,R,2,(a),I,S,I,1,I,2,列方程:,I,1,',,I,1,'',I,2,',,I,2,'',即有,,,I,1,=,I,1,',

29、+,I,1,'',=,K,E,1,E,+,K,S1,I,S,,,I,2,=,I,2,',+,I,2,'',=,K,E2,E,+,K,S2,I,S,,① 疊加原理,只適用于線性電路,。,③,不作用電源,的處理：,,,E,= 0，,即將,E,短路,；,I,s,=0，,即將,I,s,開路,,。,② 線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計算，,,但,功率,P,不能用疊加原理計算,。例：,,注意事項：,⑤ 應(yīng)用疊加原理時可把電源分組求解 ，即每個分電路,,中的電源個數(shù)可以多于一個。,④ 解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。,,,若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方,,向,相反,時，疊加

30、時相應(yīng)項前要,帶負(fù)號,。,,例1：,,,電路如圖，已知,,E =,10V、,I,S,=1A ，,R,1,=,10,?,,,R,2,= R,3,=,5,? ，試用疊加原理求流過,R,2,的電流,I,2,和理想電流源,I,S,兩端的電壓,U,S,。,,(b),,E,單獨(dú)作用,,將,I,S,,斷開,(c),I,S,單獨(dú)作用,,,將,E,短接,解：由圖( b),,(a),+,,–,,E,R,3,R,2,R,1,,,I,S,I,2,+,,–,U,S,+,,–,,E,R,3,R,2,R,1,,,I,2,',+,,,–,U,S,',,R,3,R,2,R,1,,,I,S,I,2,?,+,,–,U,S,?,,,

31、例1：,電路如圖，已知,,E =,10V、,I,S,=1A ，,R,1,=,10,?,,,R,2,= R,3,=,5,? ，試用疊加原理求流過,R,2,的電流,I,2,,,和理想電流源,I,S,兩端的電壓,U,S,。,,(b),,E,單獨(dú)作用,(c),I,S,單獨(dú)作用,(a),+,,–,,E,R,3,R,2,R,1,,,I,S,I,2,+,,–,U,S,+,,–,,E,R,3,R,2,R,1,,,I,2,',+,,,–,U,S,',,R,3,R,2,R,1,,,I,S,I,2,?,+,,–,U,S,?,解：由圖(c),,,例2：,已知：,,U,S,=,1V、,I,S,=1A 時，,U,o,=0

32、V,,U,S,=,10 V、,I,S,=0A 時，,U,o,=1V,,求,：,,U,S,=,0 V、,I,S,=10A 時，,U,o,=?,解：電路中有兩個電源作用，根據(jù)疊加原理可設(shè),,,U,o,=,K,1,U,S,+ K,2,I,S,當(dāng),U,S,=,10 V、,I,S,=0A 時，,當(dāng),U,S,=,1V、,I,S,=1A 時，,U,S,線性無,,源網(wǎng)絡(luò),U,o,I,S,+,–,+,-,得 0,,=,K,1,?,1,+ K,2,?,1,得 1,,=,K,1,?,10,+K,2,?,0,聯(lián)立兩式解得：,K,1,= 0.1、,K,2,= – 0.1,所以,,U,o,=,K,1,U,S,+ K

33、,2,I,S,,,= 0.1,?,0 +(– 0.1 ),?,10,,= –1V,,齊性定理,只有一個電源作用的線性電路中，各支路的電壓或電流和電源成正比。,,如圖：,若,E,1,,增加,n,倍，各電流也會增加,n,倍。,可見：,R,2,+,?,E,1,R,3,I,2,I,3,R,1,I,1,,2.7,戴維寧定理與諾頓定理,,,二端網(wǎng)絡(luò)的概念：,,二端網(wǎng)絡(luò)：,具有兩個出線端的部分電路。,,無源二端網(wǎng)絡(luò)：,二,端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源。,,有源二端網(wǎng)絡(luò)：,二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。,b,a,,,,E,+,,–,R,1,R,2,I,S,R,3,b,a,,,,E,+,,–,R,1,R,2,I,S,R,3,,R,4

34、,無源二端網(wǎng)絡(luò),有源二端網(wǎng)絡(luò),,a,,b,R,a,b,無源二端網(wǎng)絡(luò),,+,,_,E,R,0,a,b,,電壓源,,（戴維寧定理）,,,電流源,,（諾頓定理）,a,b,有源二端網(wǎng)絡(luò),,,,,a,b,I,S,R,0,無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電阻,有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電源,,戴維寧定理,,任何一個有源二端,線性,網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電動勢為,E,的理想電壓源和內(nèi)阻,R,0,串聯(lián)的電源來等效代替。,,有源,,二端,,網(wǎng)絡(luò),R,L,a,b,+,,U,,–,I,E,R,0,+,_,R,L,a,b,+,,U,,–,I,,等效電源的內(nèi)阻,R,0,等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（理想電壓源短路，理想電流源開路）

35、后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò),a 、b,兩端之間的等效電阻。,,等效電源的電動勢,E,,就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓,U,0,，,即將,負(fù)載斷開后,a 、b,兩端之間的電壓,。,等效電源,,例1：,,電路如圖，已知,E,1,=40V，,E,2,=20V，,R,1,=,R,2,=4,?，,,,R,3,=13 ?，試用戴維寧定理求電流,I,3,。,E,1,I,1,E,2,I,2,R,2,I,3,R,3,+,,–,R,1,+,,–,,E,R,0,+,_,R,3,a,b,I,3,,a,b,注意：“等效”是指對端口外等效,即,用等效電源替代原來的二端網(wǎng)絡(luò)后，待求支路的電壓、電流不變。,有源二端網(wǎng)絡(luò),等效電源,,

36、,解：(1) 斷開待求支路求等效電源的電動勢,E,例1：,電路如圖，已知,E,1,=40V，,E,2,=20V，,R,1,=,R,2,=4,?，,,,R,3,=13 ?，試用戴維寧定理求電流,I,3,。,E,1,I,1,E,2,I,2,R,2,I,3,R,3,+,,–,R,1,+,,–,,a,b,,R,2,E,1,I,E,2,+,,–,R,1,+,,–,a,b,+,,U,0,,–,E,也可用結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理等其它方法求。,E,=,,U,0,=,E,2,+ I,,R,2,= 20V +2.5,?,4,,V= 30V,或：,E,=,,U,0,=,E,1,– I,,R,1,= 40V –2.5

37、,?,4,,V,,= 30V,,解：(2) 求等效電源的內(nèi)阻,R,0,,,除去所有電源,（理想電壓源短路，理想電流源開路）,例1：,電路如圖，已知,E,1,=40V，,E,2,=20V，,R,1,=,R,2,=4,?，,,,R,3,=13 ?，試用戴維寧定理求電流,I,3,。,E,1,I,1,E,2,I,2,R,2,I,3,R,3,+,,–,R,1,+,,–,,a,b,,R,2,R,1,a,b,,R,0,從a、b兩端,看進(jìn)去，,,R,1,和,R,2,并聯(lián),求內(nèi)阻,R,0,時，關(guān)鍵要弄清從,a、b兩端,看進(jìn)去時各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系。,,解：(3) 畫出等效電路求電流,I,3,例1：,電路如

38、圖，已知,E,1,=40V，,E,2,=20V，,R,1,=,R,2,=4,?，,,,R,3,=13 ?，試用戴維寧定理求電流,I,3,。,E,1,I,1,E,2,I,2,R,2,I,3,R,3,+,,–,R,1,+,,–,,a,b,,E,R,0,+,_,R,3,a,b,I,3,,戴維寧定理證明：,實(shí)驗(yàn)法求等效電阻:,R,0,=,U,0,/,I,SC,(a),N,S,R,,I,U,+,-,+,(c),R,,+ –,E,U',N,S,I,',+,-,E,=,U,0,疊加原理,1,1,’,N,S,I,SC,,+,,_,1,1,’,U,0,R,0,I,SC,U,0,+,-,–,,+,R,,N,

39、S,+ –,E,E,I,U,,+,-,(b),,E,– +,U,",I,",R,,N,0,R,0,,+,-,(d),I,R,,,,+_,E,R,0,U,+,-,( e),,例,2：,已知：,R,1,=5,?、,R,2,=5 ?,,,R,3,=10 ?、,R,4,=5 ?,,,E,=12V、,R,G,=10 ?,,試用戴維寧定理求檢流計中的電流,I,G,。,有源二端網(wǎng)絡(luò),E,–,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,G,R,G,a,b,E,–,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,G,R,G,,解: (1) 求開路電壓,U,0,E,U,0,+,–,a,b,–,+,R

40、,3,R,4,R,1,R,2,I,1,I,2,E',=,,U,o,=,I,1,R,2,– I,2,R,4,,= 1.2,?,5V–0.8,?,5 V,,= 2V,或：,E',=,,U,o,=,I,2,R,3,– I,1,R,1,,= 0.8,?,10V–1.2,?,5,V,= 2V,(2) 求等效電源的內(nèi)阻,R,0,R,0,a,b,R,3,R,4,R,1,R,2,,從a、b,看進(jìn)去，,R,1,和,R,2,并聯(lián)，,R,3,和,R,4,并聯(lián)，然后再串聯(lián)。,,解：,(3) 畫出等效電路求檢流計中的電流,I,G,,E',R,0,+,_,R,G,a,b,I,G,a,b,E,–,+,G,R,3,R,4

41、,R,1,R,2,I,G,R,G,,,諾頓定理,,任何一個有源二端,線性,網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電流為,I,S,的理想電流源和內(nèi)阻,R,0,并聯(lián)的電源來等效代替。,,,等效電源的內(nèi)阻,R,0,等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（理想電壓源短路，理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò),a 、b,兩端之間的等效電阻。,,等效電源的電流,I,S,,就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流，,即將,,a 、b,兩端短接后其中的電流,。,等效電源,R,0,R,L,a,b,+,,U,,–,I,I,S,有源,,二端,,網(wǎng)絡(luò),R,L,a,b,+,,U,,–,I,,例1：,已知：,R,1,=5,?、,R,2,=5 ?,,,R,3,=

42、10 ?、,R,4,=5 ?,,,E,=12V、,R,G,=10 ?,,試用諾頓定理求檢流計中的電流,I,G,。,有源二端網(wǎng)絡(luò),E,–,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,G,R,G,a,b,E,–,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,G,R,G,,解:,(1) 求短路電流,I,S,R,,=(,R,1,//,R,3,),,+(,R,2,//,R,4,),,,= 5. 8,?,因 a、b兩點(diǎn)短接，所以對電源,E,而言,，,R,1,和,R,3,并聯(lián)，,R,2,和,R,4,并聯(lián)，然后再串聯(lián)。,E,a,b,–,+,R,3,R,4,R,1,R,2,I,1,I,4,I,S,I,3,I,2

43、,I,,I,S,=,I,1,– I,2,,,=1. 38 A,–,1.035A=0. 345A,或：,I,S,=,I,4,– I,3,,(2) 求等效電源的內(nèi)阻,R,0,R,0,a,b,R,3,R,4,R,1,R,2,,,R,0,=(,R,1,//,R,2,),,+(,R,3,//,R,4,),,,= 5. 8,?,(3) 畫出等效電路求檢流計中的電流,I,G,R,0,a,b,I,S,R,G,I,G,,,2.8,受控源電路的分析,獨(dú)立電源：,指電壓源的電壓或電流源的電流不受,,外電路的控制而獨(dú)立存在的電源。,受控源的特點(diǎn)：,當(dāng)控制電壓或電流消失或等于零時，,,受控源的電壓或電流也將為零。,

44、受控電源：,指電壓源的電壓或電流源的電流受電路中,,其它部分的電流或電壓控制的電源。,對含有受控源的線性電路，可用前幾節(jié)所講的電路分析方法進(jìn)行分析和計算 ，但要考慮受控的特性。,應(yīng)用：用于晶體管電路的分析。,,?,U,1,+,,_,U,1,U,2,I,2,I,1,=0,(a)VCVS,+,-,+,-,?,,I,1,(b)CCVS,+,,_,U,1,=0,U,2,I,2,I,1,+,-,+,-,四種理想受控電源的模型,(c) VCCS,g,U,1,U,1,U,2,I,2,I,1,=0,+,-,+,-,(d) CCCS,?,I,1,U,1,=0,U,2,I,2,I,1,+,-,+,-,電壓控制電壓

45、源,電流控制電壓源,電壓控制電流源,電流控制電流源,,例1：,試求電流,I,1,。,解法1：用支路電流法,對大回路,：,解得,：,I,1,= 1. 4 A,2,I,1,–,,I,2,+2,I,1,,=,10,2,I,1,+,,_,10V,I,1,+,–,3A,2,?,1,?,I,2,a,對結(jié)點(diǎn),a：,I,1,+,I,2,= – 3,解法2：用疊加原理,2,I,1,',+,,_,10V,I,1,',+,–,2,?,1,?,2,I,1,",+,,_,I,1,",3A,2,?,1,?,電壓源作用：,2,I,1,',+,,I,1,',,+2,I,1,',,=,10,,I,1,',,=,2A,電流源作用

46、：,對大回路,：,2,I,1,",,+,(3,–,,I,1,",),?,1+2,I,1,",=,0,,,I,1,",= –,0.6A,I,1,= I,1,',+,I,1,",=,2,–,0.6=1. 4A,,1. 非線性電阻的概念,線性電阻：電阻兩端的電壓與通過的電流成正比。,,線性電阻值為一常數(shù)。,U,I,O,2.9,非線性電阻電路的分析,非線性電阻：,電阻兩端的電壓與通過的電流不成正比。,,非線性電阻值不是常數(shù)。,U,I,O,線性電阻的,,伏安特性,半導(dǎo)體二極管的,,伏安特性,,非線性電阻元件的電阻表示方法,靜態(tài)電阻,（直流電阻）：,動態(tài)電阻（交流電阻）,Q,電路符號,靜態(tài)電阻與動態(tài)電阻

47、的圖解,I,U,O,U,I,,?,I,?,U,R,等于工作點(diǎn),Q,的電壓,U,與電流,I,之比,等于工作點(diǎn),Q,附近電壓、電流微變量之比的極限,,2. 非線性電阻電路的圖解法,條件：具備非線性電阻的伏安特性曲線,解題步驟:,,(1) 寫出作用于非線性電阻,R,,的有源二端網(wǎng)絡(luò),,（虛線框內(nèi)的電路）的負(fù)載線方程。,U,=,E,–,U,1,=,E,–,I,,R,1,I,,+,_,R,1,R,Ｕ,+,_,E,U,1,+,_,,(2) 根據(jù)負(fù)載線方程在非線性電阻,R,的伏安特性曲線,,上畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載線。,E,U,I,Q,U,I,O,(3) 讀出非線性電阻,R,的伏安特性曲線與有源二端網(wǎng)絡(luò),,負(fù)載線交點(diǎn),Q,的坐標(biāo)（,U,，,I,）。,對應(yīng)不同,E,和,R,的情況,,E,,I,O,,U,非線性電阻電路的圖解法,負(fù)載線方程：,,U,,,=,E,–,I,,R,1,負(fù)載線,,3. 復(fù)雜非線性電阻電路的求解,,+,_,E,1,R,1,R,Ｕ,I,+,_,,I,S,R,2,,+,_,E,R,0,R,Ｕ,I,+,_,有源二端網(wǎng)絡(luò),等效電源,將非線性電阻,R,以外的有源二端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用戴維寧定理化成一個等效電源，再用圖解法求非線性元件中的電流及其兩端的電壓。,,