电子电路教研室.ppt
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1、电子电路教研室,电工电子技术,第2章 电路常用分析方法,2.1 等效变换法,2.2 支路电流法,2.3 叠加定理,2.4 节点电压法,2.5 戴维宁定理与诺顿定理,2.6 最大功率传递定理,2.1 等效变换法,电路等效的一般定义:如果一个二端网络(对外有两个端钮的网络)和另一个二端网络的伏安关系完全相同,则这两个二端网络对任意的外电路来说是等效的 .,在计算中可把一个复杂的二端网络用简单的二端网络代替,从而简化计算过程。,注意参考方向,理想电压源串联,若几个理想电压源串联,对外可等效成一个理想电压源,其电压等于相串联理想电压源端电压的代数和。,2.1.1 电源的等效变换,+,u,理想电流源并联
2、,若几个理想电流源并联可等效成一个理想电流源,其等效源的输出电流等于相并联理想电流源输出电流的代数和。,任意二端网络与理想电压源并联对外等效为此此理想电压源 .,任意二端网络与理想电压源并联,任意二端网络与理想电流源串联,任意二端网络与理想电流源串联对外均可将其等效为此理想电流源,实际电压源、电流源模型的等效互换,图a,图b,如果要让实际电压源、实际电流源等效应满足,(1)这种等效并不局限于电源模型,可以这样总结:电压为US的理想电压源和电阻R0串联都可以等效为电流为US/ R0的理想电流源和这个电阻并联。 (2)电压源和电流源的等效是对外电路而言的,或是对电源输出电流、端电压的等效,对电源内
3、部讲是不等效的。 (3)理想电压源和理想电流源之间不能等效。 (4)等效互换时要特别注意理想电压源的极性和理想电流源的电流方向。,注意,例 求电路中的电流,。,解:,例,求电路中流过6电阻的电流,60V,4,10,I,6,30V,_,+,+,_,40V,4,10,2A,I,6,30V,_,+,+,_,40V,10,4,10,2A,I,2A,6,30V,_,+,+,_,2.2 支路电流法,支路电流法:以支路电流为未知量、根据元件的 VCR,应用基尔霍夫定律(KCL、KVL)列方程组求解电路的方法 。,对于有n个节点、b条支路的电路,要求解支路电流,未知量共有b个。只要列出b个独立的电路方程,便可
4、以求解这b个变量。,1. 在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路 标出回路循行方向。,2. 应用 KCL 对节点列出 ( n1 )个独立的节点电流方程。,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。,对节点 a:,例 :,I1+I2I3=0,对网孔1:,对网孔2:,I1 R1 +I3 R3=U1,I2 R2+I3 R3=U2,支路电流法的解题步骤:,(1) 应用KCL列(n-1)个节点电流方程,(2) 应用KVL选网孔列回路电压方程,(3) 联立解出 I5,例,对节点 a: I1 I2 I5 =
5、0,对网孔abda:I5 R5 I3 R3 +I1 R1 = 0,对节点 b: I3 I4 +I5 = 0,对节点 c: I2 + I4 I = 0,对网孔acba:I2 R2 I4 R4 I5 R5 = 0,对网孔bcdb:I4 R4 + I3 R3 = U,试求电流I5。,2.3 叠加定理,叠加定理内容:当线性电路中有几个独立源(激励)共同作用时,电路中任意支路的电流和电压(响应)等于电路中各个独立源单独作用时,在该支路产生的电流或电压的代数和。,这里某个电源单独作用,是指其它电源不作用,即其它电压源的输出电压和电流源的输出电流为零,那么理想电压源相当于短路,理想电流源相当于开路。,齐次性
6、与叠加性是线性电路中非常重要的特性,齐次性是指当一个激励作用于线性电路时,电路中任意的响应与该激励成正比。而叠加性是由叠加定理反映的。,单独作用时(b)图),+,I1,单独作用,R1,(b),R3,+ ,R2,单独作用,R2,(c),R3,+ ,R1,I1,例1 如图a所示含两个电源的电路,在求电流I1,US2,US1,US1,US2,US1,US2单独作用时(c)图),+,I1,单独作用,R1,(b),R3,+ ,R2,单独作用,R2,(c),R3,+ ,R1,I1,US2,US1,US1,US2,例2 用叠加定理求图a中的电流IX,20V电源单独作用时,4V电源单独作用时,10A电源单独作
7、用时,5A电源单独作用时,(1)此定律只适应于线性电路的电压和电流,不适用于直接计算功率。如在例1中电阻R1的功率,(2)叠加方式是任意的,可以一次使一个独立源单独作用,也可一次使几个独立源单独作用。 (3)叠加时应注意电压和电流的参考方向,求其代数和。 (4)若电路中有受控源,应用叠加定理在每次独立源单独作用时,受控源要保留其中,其数值要随每一独立源单独作用时,控制量数值的变化而变化。,应用叠加定理时应注意:,2.4 节点电压法,电路中任选一个节点作为参考点,其余的每个节点到参考点之间的电压降,称为相应各节点的节点电压(node voltage)或节点电位(node potential)。,
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