复杂直流电路的分析.ppt
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1、第二单元 电路分析方法的学习 模块2 复杂直流电路的分析,学习内容,明确任务,通过上几个模块的学习,同学们现在已经能分析如下图所示这样的电路。,明确任务,现将上图改为: 该电路的最大特点是有两个电源,因此称为双电源电路。当电路电源的数目不再是一个,此时的电路就成为复杂直流电路,双电源电路是最简单的复杂直流电路。很显然,简单地应用欧姆定律和各类电阻连接规律已经无法分析该电路。本项目的任务,即要求同学们在已知电源电压值和所有电阻值的基础上,能得到该电路中各电阻上的电流值和电压值。 在本项目中,采用基于基尔霍夫定律的支路电流法解决。,1、基尔霍夫定律:德国科学家基尔霍夫在1945年论证的。阐明了任意
2、电路中各处电压和电流的内在关系,包含两个定律: 研究电路中各结点电流间联系的规律基尔霍夫电流定律(KCL) 研究电路中各回路电压间联系的规律基尔霍夫电压定律(KVL),知识链接,(1)几个有关的电路名次: 1)支路:电路中具有两个端钮且通过同一电流的每个分支称之为支路,该分支上至少有一个元件。 2)结点:三条或三条以上支路的联接点称之为结点。 3)回路:电路中的任意闭合路径称为回路。 4)网孔:其内部不含 任何支路的回路叫网孔。,图示电路有3条支路,2个节点,3个回路。,知识链接,支路:共 ?条,回路:共 ?个,节点:共 ?个,6条,4个,独立回路:?个,7个,有几个网眼就有几个独立回路,边学
3、边练,(2)基尔霍夫电流定律KCL,在任一瞬时,流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。,表述一,所有电流均为正。,知识链接,在任一瞬时,通过任一节点电流的代数和恒等于零。,表述二,可假定流入节点的电流为正,流出节点的电流为负;也可以作相反的假定。,(2)基尔霍夫电流定律KCL,知识链接,I=?,广义节点,I1+I2=I3,I=0,广义节点,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,(2)基尔霍夫电流定律KCL,知识链接,例:列出下图中各节点的KCL方程,解:取流入为正,以上三式相加: i1 i2i3 0,节点a i1i4i60,节点b i2i4i50,节点c i3i5i60,Ex
4、ercise:162,边学边练,(3)基尔霍夫电压定律KVL,表述一,在任一时刻,沿任一回路电压的代数和恒等于零。,电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号,相反时取负号。,Us1I1R1I2R2I3R3Us3I4R40,知识链接,Us1I1R1I2R2I3R3Us3I4R40,I1R1I2R2I3R3I4R4 Us1 Us3,表述二,对于电阻电路,回路中电阻上电压降的代数和等于回路中的电压源电压的代数和。,电流参考方向与回路绕行方向一致时iR前取正号,相反时取负号;电压源电压方向与回路绕行方向一致时us前取负号,相反时取正号。,知识链接,对题图回路#1列KVL方程:,对题图回路#2列KVL方程
5、:,对题图回路#3列KVL方程:,边学边练,KVL定律可以扩展应用于任意假想的闭合回路,列出下图的KVL方程,Exercise:164、110,知识链接,2、支路电流法分析电路的最基本方法,支路电流法:以支路电流为未知量、应用基尔霍夫 定律(KCL、KVL)列方程组求解。,如何列写方程?,知识链接,P41,1、在图中标出各支路电流的参考方向(共b条),对选定的回路标出回路绕行方向。,2、应用 KCL 对结点列出 ( n1 )个独立的结点电流方程。,3、 应用 KVL 对回路列出 b( n1 ) 或m个独立回路电压方程(通常可取网孔列出) 。,4、联立求解 b 个方程,求出各支路电流。,支路电流
6、法的解题步骤:,对上图电路 支路数 b=3 结点数 n =2,回路数 k= 3 网孔数 m=2,知识链接,对结点 a:,I1+I2I3=0,对网孔1:,对网孔2:,I1 R1 +I3 R3=E1,I2 R2 I3 R3= E2,知识链接,I2 R2 + I3 R3= E2,Exercise:用支路电流法求各支路电流。,I1I2 I3 20I1-106+60I30 40I2+20-60I3-60,I1-0.1A I2-0.2A I30.1A,边学边练,Exercises:213(a),学习内容,明确任务,本项目的任务,即要求同学们能进行电压源、电流源之间的等效变换,并计算电路的各个参数。,电压源
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