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1、1、实际电路,2、电路的组成,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的电流的通路。,任何一个电路都是由电源、负载、中间环节三个部分组成。,1.1 电路模型,第一章 电路的基本规律,1.1.1实际电路组成与功能,电路的组成部分,电源: 提供 电能的装置,负载: 取用 电能的装置,中间环节:传递、分 配和控制电能的作用,直流电源: 提供能源,负载,信号源: 提供信息,电路的组成部分,电源或信号源的电压或电流称为激励,它推动电路工作;由激励所产生的电压和电流称为响应。,信号处理: 放大、调谐、检波等,3、实际电路的组成,提供电能的能源,简称电源。,用电装置,统称其为负载。 它将电源提供
2、的能量转换为其它形式的能量;,连接电源与负载而传输电能的金属导线,简称导线。,电源、负载、导线是任何实际电路都不可缺少的三个组成部分。,实际电路种类繁多,功能各异。电路的主要作用可概括为两个方面:, 进行能量的产生、传输与转换。 如电力系统的发电、传输等。,实现信号的产生、变换、处理与控制。 如电视机、电话、通信电路等,实现雷达信号处理、通信信号处理、生物信号处理等。,4、实际电路的功能,(1) 实现电能的传输、分配与转换,(2)实现信号的传递与处理,例:,实际电路在运行过程中的表现相当复杂,如:制作一 个电阻器是要利用它对电流呈现阻力的性质,然而当电流 通过时还会产生磁场。要在数学上精确描述
3、这些现象相当 困难。为了用数学的方法从理论上判断电路的主要性能, 必须对实际器件在一定条件下,忽略其次要性质,按其主 要性质加以理想化,从而得到一系列理想化元件。,这种理想化的元件称为实际器件的“器件模型”。,1、为什么要引入电路模型,用理想化元件表示实际元件,并按实际电路的连接方式连接起来的电路图成为电路模型。,1.1.2 电路模型,理想电阻元件:只消耗电能,如电阻器、灯泡、电炉等,可以用理想电阻来反映其消耗电能的这一主要特征;,理想电容元件:只储存电能,如各种电容器,可以用理想电容来反映其储存电能的特征;,理想电感元件:只储存磁能,如各种电感线圈,可以用理想电感来反映其储存磁能的特征;,2
4、、几种常见的理想化元件(器件模型),为了便于用数学方法分析电路, 一般要将实际电路模型化,用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件,从而构成与实际电路相对应的电路模型。,电路模型:将实际电路中各个器件用其模型符号表示,由若干理想化元件组成的电路。称为实际电路的电路模型图,常简称为电路图。,实际器件在不同的应用条件下,其模型可以有不同的形式;,4、 说明,不同的实际器件只要有相同的主要电气特性,在一定的条件下可用相同的模型表示。如灯泡、电炉等在低频电路中都可用理想电阻表示。,3、 电路模型和电路图,为了定量地描述电路的性能,电路中引入一些物理量作为电路变量;通常分为两类:
5、基本变量和复合变量。电流、电压由于易测量而常被选为基本变量。复合变量包括功率和能量等。 一般它们都是时间t的函数。,1.2 电路变量,在电场力作用下,电荷有规则的定向移动形成 电流,用 i (t)或i表示。单位:安培(A)。,2、电流的大小-电流强度,简称电流,式中dq 为通过导体横截面的电荷量,电荷的单位:库仑(C)。若dq/dt即单位时间内通过导体横截面的电荷量为常数,这种电流叫做恒定电流,简称直流电流,常用大写字母I表示。,1、电流的形成,1.2.1 电流,实际方向规定为正电荷运动的方向。 参考方向假定正电荷运动的方向。,规定:若参考方向与实际方向方向一致,电流为正值, 反之,电流为负值
6、。电流是代数量,为什么要引入参考方向?,3、电流的方向,如果电流的大小和方向不随时间变化,则这种电流叫恒定电流,简称直流(Direct Current),简写作dc或DC,可用符号I表示。如果大小和方向都随时间变化,则称为交变电流,简称交流(Alternating Current),简写作ac或AC。,如果电路复杂或电源为交流电源,则电流的实际方向难以标出。交流电路中电流方向是随时间变化的。,1、原则上可任意设定; 2、习惯上: A、凡是一眼可看出电流方向的,将此方向为参考方向; B、对于看不出方向的,可任意设定。,参考方向假设说明两点:,判断R3上电流I3的方向?,1、今后,电路图上只标参考
7、方向。电流的参考方向是任意指定的,一般用箭头在电路图中标出,也可以用双下标表示;如iab表示电流的参考方向是由a到b。,2、电流是个既具有大小又有方向的代数量。在没有设定参考方向的情况下,讨论电流的正负毫无意义。,4、电流总结,电路中,电场力将单位正电荷从某点a移到另一点b所做的功,称为两点间的电压。功(能量)的单位:焦耳(J); 电压的单位:伏特 (V)。,2、电压的极性(方向),实际极性:规定两点间电压的高电位端为“+”极,低电位端 为“-”极。两点电位降低的方向也称为电压的方向。 参考极性:假设的电压“+”极和“-”极。 若参考极性与实际极性一致,电压为正值,反之,电 压为负值。,1、电
8、压的定义,1.2.2 电压,电流和电压的参考方向可任意假定,而且二者是相互独立的。,若选取电流i的参考方向从电压u的“+”极经过元件A本身流向“-”极,则称电压u与电流i对该元件取关联参考方向。否则,称u与i对A是非关联的。,uA与iA关联 uB与iB非关联,u与i对元件1关联 u与i对元件2非关联,3、关联参考方向,1)、今后,电路图中只标电压的参考极性。在没有标参考极性的情况下,电压的正、负无意义。,3)、电路图中不标示电压/电流参考方向时,说明电压/电流参考方向与电流/电压关联。,2)、电压的参考极性可任意指定,一般用“+”、“-”号在电路图中标出,有时也用双下标表示,如uab表示a端为
9、“+”极,b端为“-”极。,4)、电路中各点电位随所选参考点的不同而不同,而两点间的电压不随参考点的不同而改变。,4、电压说明,2、功率与电压u、电流i的关系,单位时间电场力所做的功称为电功率,即:,简称功率,单位是瓦特(W)。,如图(a)所示电路N的u和i取关联方向,由于i = d q/dt,u = dw/dq,故电路消耗的功率为,p(t) = u(t) i(t),对于图(b) ,由于对N而言u和i非关联,则N消耗的功率为,p(t) = - u(t) i(t),1、功率的定义,1.3 功率与能量,利用前面两式计算电路N消耗的功率时, 若p0,则表示电路N确实消耗(吸收)功率; 若p0,则表示
10、电路N吸收的功率为负值,实质上它将产生(提供或发出)功率。,当电路N的u和i非关联(如图a) ,则N产生功率的公式为,由此容易得出,当电路N的u和i关联(如图a),N产生功率的公式为,p(t) = - u(t)i(t),p(t) = u(t)i(t),3、功率的计算,对于一个二端元件(或电路),如果w(t)0,则称该元件(或电路)是无源的或是耗能元件(或电路)。,根据功率的定义 ,两边从-到t积分,并 考虑w(-) = 0,得,(设u和i关联),4、能量的计算,电路中最简单、最常用的元件是二端电阻元件,它是实 际二端电阻器件的理想模型。,若一个二端元件在任意时刻,其上电压和电流之间的关系(Vo
11、ltage Current Relation,缩写为VCR),能用ui平面上的一条曲线表示,即有代数关系 f (u,i) = 0 则此二端元件称为电阻元件。,1、电阻元件的定义,1.3 欧姆定律与电阻元件, 如果电阻元件的VCR在任意时刻都是 通过ui平面坐标原点的一条直线,如图(a) 所示,则称该电阻为线性时不变电阻,其电 阻值为常量,用R表示。 若直线的斜率随时间变化(如图(b)所示),则称为线性时变电阻。 若电阻元件的VCR不是线性的(如图(c)所示) ,则称此电阻是非线性电阻。 本书重点讨论线性时不变电阻。,2、电阻的分类,对于(线性时不变)电阻而言,其VCR由著名的欧姆定律确定。,电
12、阻的单位为:欧姆()。,电阻的倒数称为电导,用G表示,即 G = 1/R , 电导的单位 是:西门子(S)。,应用欧姆定律时注意: 欧姆定律只适用于线性电阻,非线性电阻不适用;电阻上电压电流参考方向的关联性。,3、欧姆定律,开路:R=,G=0,伏安特性,短路:R=0 ,G=,伏安特性,对于正电阻R来说,吸收的功率总是大于或等于零。,4、两种特殊情况,5、R吸收的功率,【例1】阻值为2的电阻上的电压、电流参考方向关联,已知电阻上电压u(t) = 4cost (V),求其上电流i(t)和消耗的功率p(t)。,【解】:因电阻上电压、电流参考方向关联,由欧姆定律得其上电流 i(t) = u(t) /R
13、 = 4cost/2 = 2cost (A) 消耗的功率: p(t) = R i2(t) = 8 cos2t (W)。,例2 如图所示部分电路,求电流I和18 电阻消耗的功率。,解:在b点列KCL有 i1 = i + 12, 在c点列KCL有 i2 = i1 + 6 = i + 18 , 在回路abc中,由KVL和VCR有 18i + 12i1 +6i2 = 0 即 18 i + 12(i + 12) +6(i + 18 ) = 0 解得 i = -7(A) ,PR = i218 = 882(W),6、举例,电源,独立电源,独立电压源,简称电压源,独立电流源,简称电流源,非独立电源,常称为受控
14、源,电源是有源的电路元件,它是各种电能量(电功率)产生器的理想化模型。,1.4 理想电源,元件,电阻,线性电阻:电压与电流成线性正比关系,非线性电阻:电压与电流为非线性关系,独立电源:两端的电压与流过的电流完全无关,所有简单电路元件都可以根据流过元件的电流和两端的电压之间的关系来分类。,受控源:电压或电流取决于其它地方的电流或电压,电容、电感:电压与电流成为积分关系,若一个二端元件接到任何电路后,该元件两端电压总能保持给定的时间函数uS(t),与通过它的电流大小无关,则此二端元件称为电压源。,R = 6 ,u = 6V,i =1 A R = 3,u = 6V,i = 2A R = 0,u =
15、6V,i = ,1、理想电压源定义,1.4.1 理想电压源,从定义可看出它有两个基本性质: 其端电压是定值或是一定的时间函数,与流过的电流无关,当uS = 0,电压源相当于短路。 电压源的电压是由它本身决定的,流过它的电流由电压源与外电路共同决定。,2、理想电压源的性质, 理想电压源在现实中是不存在的,理论上理想电源可以提供无限的能量;但理想电压源提供了几种实际电压源的合理近似; 实际电压源不能随意短路。 对电压源电流、电压参考方向一般设为非关联方向,因为实际电压源是产生功率而不是吸收功率;但因为电流有正有负,故理想电压源可能产生功率,也可能从外电路吸收功率。,3、需注意的问题,若一个二端元件
16、接到任何电路后,该元件上的电流总能保持给定的时间函数iS(t),与其两端的电压的大小无关,则此二端元件称为电流源。,R = 0 ,i = 2A,u = 0 V R = 3, i = 2A,u = 6 V R = 6, i = 2A,u = 12 V,1、理想电流源定义,1.4.2 理想电流源,从定义可看出它有两个基本性质: 其上电流是定值或是一定的时间函数,与它两端的电压无关。当 iS = 0,电流源相当于开路。 电流源的电流是由它本身决定的,其上的电压则是任意的,由电流源与外电路共同决定。,2、理想电流源的性质,理想电流源在现实中是不存在的,理论上可以提供无限的功率; 实际电流源不能随意开路
17、。,3、需注意的问题,例1 如图电路,已知i2 =1A,试求电流 i1、电压u、电阻R和两电源产生的 功率。,解:由KCL i1 = iS i2 = 1A 故电压 u = 3 i1 + uS =3+5 = 8(V) 电阻 R = u / i2 = 8/1 = 8 iS产生的功率 P1 = u iS = 82 = 16 (W),4、举例,uS产生的功率 P2 = - u i1 = - 51 = - 5 (W) 可见,独立电源可能产生功率,也可能吸收功率。,例2 如图电路,求电流i 和电压uAB。,解:由KVL从A点出发按顺 时针巡行一周有 1 i + 10 + 4 i 5 + 1 i + 4 i
18、 = 0 解得 i = - 0.5 (A) uAB应是从A到B任一条路径上各元件的电压降的代数和,即 uAB= 1 i + 10 = - 0.5 + 10 = 9.5(V) 或uAB= - 4 i 1 i + 5 - 4 i = 9.5(V),1)支路:,电路中一个二端元件称为一条支路; 每个电路的分支也可称为一条支路。,2)结点:,支路的连接点或电路中元件的汇接点称为节点(结节)。,3)回路:,电路中任一闭合的路径称为回路。,4)网孔:内部不含支路的回路称为网孔。,1.5 基尔霍夫定律,1、电路图的有关术语,KCL描述了电路中与节点相连各支路电流之间的相互关系,它是电荷守恒在集中参数电路中的
19、体现。,对于集中参数电路中的任一节点,在任一时刻,流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。,例:对右图所示电路a节点,利用KCL得KCL方程为: i2 + i3 = i1+ i4 或流入节点a 电流的代数和为零,即: - i1+ i2+i3- i4= 0 或流出节点a 电流的代数和为零即: i1- i2- i3 + i4= 0,1、KCL内容,1.5.1 基尔霍夫电流定律KCL, 不仅适用于节点,而且适用于任何一个封闭曲面。,例:对图(a)有 i1+i2-i3 = 0, 对图(b)有 i = 0, 对图(c)有 i1 = i2 。,2、对KCL的说明, 应用KCL列写节点或闭合曲面方程时
20、,首先要设出每一支路电流的参考方向,然后根据参考方向取符号:选流出节点的电流取正号则流入电流取负号或选流入节点的电流取正号则流出电流取负号均可以,但在列写的同一个KCL方程中取号规则应一致。,2、对KCL的说明, 应将KCL代数方程中各项前的正负号与电流本身数值的正负号区别开来。, KCL实质上是电荷守恒原理在集中电路中的体现。即,到达任何节点的电荷既不可能增生,也不可能消失,电流必须连续流动。,KVL描述了回路中各支路(元件)电压之间的关系,它是能量守恒在集中参数电路中的体现。,对于集中参数电路,在任一时刻,沿任一回路巡行一周,各支路(元件)电压降的代数和为零。,列写KVL方程具体步骤为:,
21、(1)首先设定各支路的电压参考方向; (2)标出回路的巡行方向 (3)凡支路电压方向(支路电压“+”极到“-”极的方向)与巡行方向相同者取“+”,反之取“-”。,1、KVL内容,1.5.2 基尔霍夫电压定律KVL,右图为某电路中一回路,从a点开始按顺时针方向(也可按逆时针方向)绕行一周,有:,3、说明:,用于求两点间的电压,如u6。,则对回路a-d-e有 u6 + u 4 u2 = 0 u6 = u 2 u4,则对回路a-b-c-d有 u1- u3+ u5 - u6 = 0 u6 = u1- u3+ u5,u6 = u 2 u4 = u1- u3+ u5 - u6,求a点到d点的电压: uad
22、= 自a点始沿任一路径,巡行至d点,沿途各支路电压降的代数和。,u1- u3+ u5+ u 4 u2 = 0 当绕行方向与电压参考方向一致(从正极到负极),电压为正,反之为负。,2、举例, 对回路中各支路电压要规定参考方向;并设定回路的巡行方向,选顺时针巡行和逆时针巡行均可。巡行中,遇到与巡行方向相反的电压取负号;,3、说明:, 应将KVL代数方程中各项前的正负号与电压本身数值的正负号区别开来。, KVL实质上是能量守恒原理在集中电路中的体现。因为在任何回路中,电压的代数和为零,实际上是从某一点。出发又回到该点时,电压的升高等于电路的降低。,电路理论中,等效的概念及其重要。利用它可以简化电路分
23、析。,设有两个二端电路N1和N2,如图(a)(b)所示,若N1与N2的外部端口处(u,i)具有相同的电压电流关系(VCR),则称N1与N2的相互等效,而不管N1与N2内部的结构如何。,例如图(c)和(d)两个结构并不相同的电路,但对于外部a、b端口而言,两电路的等效电阻均为5,因而端口处的VCR相同,故两者是互相等效的。,1、电路等效的定义,1.6 等效电路,对任何电路A,如果用C代B后,能做到A中的电流、电压、功率不变,则称C与B等效。,或者说,若C与B等效,则用(b)图求A中的电流、电压、功率与用(a)图求A中的电流、电压、功率的效果完全一样。,可见,等效是对两端子之外的电流、电压、功率,
24、而不是指B,C中的电流、电压等效。,2、等效的含义,下图所示电路,问N1和N2是否等效?,可求得:,因为, N1为理想电压源,N1的VAR为 :u1 = 2v ,i1可为任意值;,N2为理想电流源,N2的VAR为 :i2 = 1A ,u2可为任意值。,所以,N1和N2不等效!等效是指两电路端口的VCR完全相同,即,这两个电路外接任何相同电路时,端口上的电流电压均对应相等。,思考:,如图(a)电路,求电流i和i1。,解:首先求电流i。3与6等效为R=3/6 = 2, 如图(b)所示。故电流 i = 9/(1+R) = 3(A) u = R I = 23 = 6(V) 再回到图(a),得i1 =
25、u/6 =1(A),3、举例,电阻串联的特征:流过各电阻的电流是同一电流。,对N1,根据KVL和VCR,其端口伏安特性:,对N2,其端口伏安特性为:,根据等效定义,N1与N2的伏安特性完全相同,从而得:,Req = R1 + R2 + + Rn,串联电阻等效公式:,串联电阻分压公式:,,k =1,2,n,1)电阻的串联等效,4、电阻的串联和并联等效,1)电阻的串联等效,例:如图所示两个电阻R1 、R2串联的电路。,各自分得的电压u1 、u2分别为:,电阻R1 、R2的功率为:,PR1 = R1 i2 ,PR1 = R2 i2,故有,可见,对电阻串联,电阻值越大者分得的电压大,吸收的功率也大。,
26、对N1,根据KCL和VCR,其端口伏安特性:,对N2,其端口伏安特性为:,根据等效定义,N1与N2的伏安特性完全相同,从而得:,Geq = G1 + G2 + + Gn,并联电导等效公式:,并联电阻分流公式:,,k =1,2,n,电阻并联的特征:各电阻两端的电压是同一电压。,2)电阻的并联等效,2、电阻的并联等效,例:如图所示两个电阻R1 、R2并联的电路。等效电阻,电阻R1 、R2分得的电流 i1 、i2分别为:,电阻R1 、R2的功率为:,PR1 = G1 u2 ,PR1 = G2 u2,故有,可见,对电阻并联,电阻值越大者分得的电流小,吸收的功率也小。,既有电阻串联又有并联的电路称为电阻
27、混联电路。,分析混联电路的关键问题是如何判断串并联。, 看电路的结构特点。若两电阻是首尾相联且中间又无分岔,就是串联;若两电阻是首首尾尾相联,就是并联。 看电压、电流关系。若流经两电阻的电流是同一个电流,就是串联;若施加到两电阻的是同一电压,该两电阻就是并联。 在保持电路连接关系不变的情况下,对电路作变形等效。即对电路作扭动变形,如对短路线进行任意压缩与伸长等。,例:如图电路,求ab的等效电阻Req。,cde合1,Rab = 1.5,3、混联等效,下面介绍判别方法:,若干个电压源相串联的二端电路,可等效成一个电压源, 其值为几个电压源电压值的代数和。,US= US1-US2+US3,注意:只有
28、电流值相等且方向一致的电流源才允许串联。否则违背KCL,电压源的串联等效,5、理想电源的串联与并联等效,1)独立源的串联与并联,若干个电流源并联,可以等效为一个电流源,其值为各电流源电流值的代数和。,iS= iS1+ iS2-iS3,注意:只有电压值相等且方向一致的电压源才允许并联。否则违背KVL。,电流源的并联等效,电流源与电压源或电阻串联,电压源与电流源或电阻并联,其他,测试一个实际电源端口上电压电流的关系VCR(也称为外特性)。图(a)是对实际直流电源测试外特性的电路。当每改变一次负载电阻R的数值时,可以测得端口上的一对电压值u和电流值i。当R = (开路)时,i = 0,u = US(
29、端口开路电压);当R = 0(短路)时,u = 0 , i = IS (端口短路电流)。将这些对组(u,i)值画在ui平面上并用曲线拟合即可得到实际电源外特性曲线,如图(b)所示。,1、实际电源的模型,1.7 实际电源的模型及其互换等效,可见,实际电源的外特性为直线,其斜率为 Us/Is,令US/IS = RS,因此,可写出其解析表达式(即直线方程)为 u = US - RS i (1) 根据式(1)得到实际电源的一种模型,如图所示。即电压为US的电压源串联一个内阻RS,称这种模型形式为实际电源的电压源模型。,若将式(1)写成下列由u表示i的形式 i = IS - u /RS (2) 根据式(
30、2) 得到电流为IS的电流源并联一个内阻RS模型,如图(2)所示。称这种模型为实际电源的电流源模型。,由于电压源模型与电流源模型具有相同VCR,所以实际电源的这两种模型电路是相互等效的。,uS = RS iS,注意,互换时电压源电压的极性与电流源电流的方向 的关系,及参数间的相互关系。,2、电压源模型与电流源模型的互换等效,电源两种模型之间的等效变换,由图a: U = E IR0,由图b: U = ISR0 IR0,(2) 等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。,(3) 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。,(1) 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言, 对电源内部则是不等效的。,注意事
31、项:,例:当RL= 时,电压源的内阻 R0 中不损耗功率, 而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。,(4) 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路, 都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。,例1 如图(a)电路,求电流i。,由(d),利用KVL和VCR可得,(3 + 2)i + i 12 = 0,解得 i = 2(A),3、举例,3、举例,例2 如图(a)电路,设二端电路N1和电路N2的VCR特性(外特性)如图示,求电压u。,解 (1)由外特性曲线写出N1 、N2的外特性为 i1 = -5 + 0.5 u i2 = 2 - 0.5 u 由此分别画出N1 、N2的等效电路,如图(
32、b)。,(2)将2V电压源与电阻串联组合等效为电流源与电阻并联,如图(c)。,(3)再等效得图(d), 故u = 4.5V,例3:,求下列各电路的等效电源,解:,例4:,试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电阻中的电流。,解:,由图(d)可得,例5:,解:统一电源形式,试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1 电阻中的电流。,解:,例6: 电路如图。U110V,IS2A,R11,R22,R35 ,R1 。(1) 求电阻R中的电流I;(2)计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的电压UIS;(3)分析功率平衡。,解:(1)由电源的性质及电源的等效变换可得:,(2)由图(a
33、)可得:,理想电压源中的电流,理想电流源两端的电压,各个电阻所消耗的功率分别是:,两者平衡:,(60+20)W=(36+16+8+20)W,80W=80W,(3)由计算可知,本例中理想电压源与理想电流源都是电源,发出的功率分别是:,如图(a)电路,各电阻之间既不是串联又不是并联,如何求a、b端的等效电阻?。,电路(a)中,三个电阻R12、 R13、 R23的连接结构常称为(或)形电路;而电路(b)中,三个电阻R1、 R2、 R3的连接结构常称为Y(或T)形电路。若能将电路(a)中虚线围起来的B电路等效替换为电路(b)中虚线围起来的C电路,则由图(b)用电阻串并联公式很容易求得ab端的等效电阻。
34、,1、问题提出,1.8、电阻的Y形与电路等效,对图(a)(b)电路,由KCL、KVL可知 i3 = i1 + i2 u12 = u13 u23 显然,图中3个电流和3个电压中各有两个是相互独立的。,由图(a),根据KVL,有 u13 = R1i1 + R3i3 = (R1 + R3) i1 + R3 i2 (1) u23 = R2i2 + R3i3 = R3 i1 + (R2 + R3) i2 (2),由图(b),根据VCR和KCL,有 i1 = u13 /R13 + u12 / R12 = (1/R13 + 1/R12) u13 (1/ R23) u23 (3) i2 = u23 /R23
35、u12 / R12 = (1/R12) u13 (1/ R23 + 1/R12) u23 (4),联立求解式(3)(4)得 u13 = R13(R12+ R23) /(R12+ R13 + R23)i1 + R13R23 /(R12+ R13 + R23) i2 (5) u23 = R13R23 /(R12+ R13 + R23)i1 + R23(R12 +R13) /(R12+ R13 + R23) i2 (6) 式(5)(6)与式(1)(2)分别相等时,可以得到两个电路的等效公式。,2、 形与Y形三端电路的等效,已知形连接的三个电阻来确定等效Y形连接的三个电阻的公式为:,已知Y形连接的三个
36、电阻来确定等效三角形连接的三个电阻的公式为:,若Y形电路的三个电阻相等,即R1=R2=R3=RY,则其等效电路的电阻也相等,即R12=R23=R13=R。其关系为,3、 形与Y形电路互换公式,对图示电路求总电阻R12,R12,1,由图: R12=2.68,R12,R12,例 1:,R12,例2:,计算下图电路中的电流 I1 。,解:将联成形abc的电阻变换为Y形联结的等效电阻,例2:计算下图电路中的电流 I1 。,解:,所谓受控源是指大小方向受电路中其它地方的电压或电流控制的电源。,2、四种受控源,受控电压源,受控电流源,电压控制电压源(VCVS),电流控制电压源(CCVS),电压控制电流源(
37、VCCS),电流控制电流源(CCCS),1、受控源的定义,在电子电路中,常会遇到另一种性质的电源,它们有着电源的一些特性,但它们的电压或电流又不像独立电源那样是给定的时间函数,而是受电路中某个电压或电流的控制。这种电源称为受控源,也称为非独立源。,1.9 受控源,其中,控制系数、无量刚,r的单位是,g的单位为S。受控源是二端口元件,本质上和电源不同,表现形式上和电源相同。,3、四种线性受控源的电路模型,(1)独立源与受控源是两个本质不同的物理概念。独立源在电路中起着“激励”的作用;而受控源是为了描述电子器件中一种受控的物理现象而引入的理想化模型,它不是激励源。 (2)对包含受控源电路进行分析时,首先把它看作独立源处理。 (3)电路图中,受控源的两个端口不一定画在一起,但一定要把控制量标出。注意受控源的符号。 (4)受控源和独立源都属于有源器件,他们能够向外部提供功率。,4、说明,例 如图电路,求电压U。,解: 由KCL,得 I1 = 8I + I = 9I 在回路A利用KVL列方程为 2I + U - 20 = 0 利用VCR,有 U = 2I1 = 18I 解上两式得, U = 18V,
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