ch2电路分析基础.ppt
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1、2019/2/22,电工电子学B,电路分析基础 南京工业大学电子与信息工程学院电子系,第二章,第二章 电路分析基础,2.1 支路电流法 2.2 叠加原理 2.3 等效法,2019/2/22,电工电子学B,本章的基本要求:,1、掌握用支路电流法求解电路 2、熟练掌握叠加原理的应用 3、熟练掌握电阻的串联和并联 4、掌握电压源和电流源的相互转换 5、熟练掌握戴维南及诺顿定理应用,2019/2/22,电工电子学B,2.1 支路电流法,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。,(支路数:b=3 结点数:n=2),2019/2/22,电工电子学B,解题步骤: 1
2、、在图中标注各支路电流的参考方向,对选定的回路标注循 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 ) 个独立的回路电压方 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。,2019/2/22,电工电子学B,列电流方程:,对 a 结点:,对 b 结点:,列回路电压方程:,列(n-1) 个电流方程,可取网孔列回 路电压方程,2019/2/22,电工电子学B,举例:,b=6,n=4,(2) 对(n1)节点,根据KCL列方程;,节点 1:i1 + i2 i6 =0,节点 2: i2 + i3 + i4 =0,
3、节点 3: i4 i5 + i6 =0,(3) 选定b-n+1个独立回路,根据KVL,列写回路电压方程:,R1 i1 + R2 i2 + R3 i3 = 0 R3 i3 + R4 i4 R5 i5 = 0 R1 i1 + R5 i5 + R6 i6 uS = 0,(2),(1) 标定各支路电流、电压的参考方向;,(4)联立方程组求解。,2019/2/22,电工电子学B,例1:,US1=130V, US2=117V, R1=1, R2=0.6, R3=24。 求各支路电流。,节点a:I1I2+I3=0,(1) n1=1个KCL方程:,解:,(2) bn+1=2个KVL方程:,R1I1R2I2=U
4、S1US2,0.6I2+24I3= 117,I10.6I2=130117=13,R2I2+R3I3= US2,(3) 联立求解,2019/2/22,电工电子学B,支路数b =4,但恒流源支路的电流已知,则未知电流只有3个,能否只列3个方程?,例2:试求各支路电流。,1,2,支路中含有恒流源。,可以。,注意: (1) 当支路中含有恒流源时,若在列KVL方程时,所选回路中不包含恒流源支路,这时,电路中有几条支路含有恒流源,则可少列几个KVL方程。,(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。,2019/2
5、/22,电工电子学B,(1) 应用KCL列结点电流方程,支路数b =4,但恒流源支路的电流已知,则未知电流只有3个,所以可只列3个方程。,(2) 应用KVL列回路电压方程,(3) 联立解得:I1= 2A, I2= 3A, I3=6A,例3:试求各支路电流。,对结点 a: I1 + I2 I3 = 7,对回路1:12I1 6I2 = 42,对回路2:6I2 + 3I3 = 0,当不需求a、c和b、d间的电流时,(a、c)( b、d)可分别看成一个结点。,支路中含有恒流源。,1,2,因所选回路不包含恒流源支路,所以,3个网孔列2个KVL方程即可。,2019/2/22,电工电子学B,(1) 应用KC
6、L列结点电流方程,支路数b =4,且恒流源支路的电流已知。,(2) 应用KVL列回路电压方程,(3) 联立解得:I1= 2A, I2= 3A, I3=6A,例3:试求各支路电流。,对结点 a: I1 + I2 I3 = 7,对回路1:12I1 6I2 = 42,对回路2:6I2 + UX = 0,1,2,因所选回路中包含恒流源支路,而恒流源两端的电压未知,所以有3个网孔则要列3个KVL方程。,3,+ UX ,对回路3:UX + 3I3 = 0,2019/2/22,电工电子学B,支路电流法的优缺点:,优点:支路电流法是电路分析中最基本的方法。只要 根据基尔霍夫定律、欧姆定律列方程,就能得 出结果
7、。,缺点:电路中支路数多时,所需方程的个数较多,求 解不方便。,2.2 叠加原理,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,在此支路中所产生的电流的代数和。,单独作用:一个电源作用,其余电源不作用,不作用的,2.2 叠加原理,叠加原理,由图 (c),当 IS 单独作用时,同理: I2 = I2 + I2,由图 (b),当E 单独作用时,根据叠加原理,2019/2/22,电工电子学B,解方程得:,用支路电流法证明:,列方程:,I1,I1,I2,I2,2019/2/22,电工电子学B, 叠加原理只适用于线性电路。, 不作用电源的处理: E
8、 = 0,即将E 短路; Is=0,即将 Is 开路 。, 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算, 但功率P不能用叠加原理计算。例:,注意事项:, 应用叠加原理时可把电源分组求解 ,即每个分电路 中的电源个数可以多于一个。, 解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。 若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方 向相反时,叠加时相应项前要带负号。,2019/2/22,电工电子学B,例1:,求图中电压u 。,解:,(1) 10V电压源单独作用, 4A电流源开路;,(2) 4A电流源单独作用, 10V电压源短路;,u=4V,u“= -42.4= -9.6V,共同作用:u=u+u“= 4+(- 9
9、.6)= - 5.6V,2019/2/22,电工电子学B,例2:,电路如图,已知 E =10V、IS=1A ,R1=10 R2= R3= 5 ,试用叠加原理求流过 R2的电流 I2和理想电流源 IS 两端的电压 US。,(b) E单独作用 将 IS 断开,(c) IS单独作用 将 E 短接,解:由图( b),2019/2/22,电工电子学B,例2:电路如图,已知 E =10V、IS=1A ,R1=10 R2= R3= 5 ,试用叠加原理求流过 R2的电流 I2 和理想电流源 IS 两端的电压 US。,(b) E单独作用,(c) IS单独作用,解:由图(c),2019/2/22,电工电子学B,例
10、3:,已知: US =1V、IS=1A 时, Uo=0V US =10 V、IS=0A 时,Uo=1V 求: US = 0 V、IS=10A 时, Uo=?,解:电路中有两个电源作用,根据叠加原理可设 Uo = K1US + K2 IS,当 US =10 V、IS=0A 时,,当 US = 1V、IS=1A 时,,得 0 = K1 1 + K2 1,得 1 = K1 10+K2 0,联立两式解得: K1 = 0.1、K2 = 0.1,所以 Uo = K1US + K2 IS = 0.1 0 +( 0.1 ) 10 = 1V,2019/2/22,电工电子学B,齐性定理,只有一个电源作用的线性电路
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