第二章直流电路分析计算.ppt
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1、http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1 电阻的串联和并联 2.2 电阻的星形连接与三角形连接的等效变换 2.3 两种实际电源模型的等效变换 2.4 支路电流法 2.5 网孔法 2.6 节点电压法 2.7 叠加定理 2.8 戴维南定理 *2.9 含受控源电路的分析,第2章 直流电阻电路的分析计算,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1 电阻的串联和并联,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,目的与要求,会对串、并联电路进行分析、计算,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,重点与 难点,重点: 1.串联分压原理 2.并联分
2、流原理 3.串、并联电路的分析、计算 难点: 网络等效的定义,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.1 等效网络的定义,1.二端网络 端口电流 端口电压 2.等效网络:一个二端网络的端口电压电流关系和另一个二端网络的端口电压、 电流关系相同, 这两个网络叫做等效网络。 3.等效电阻(输入电阻):无源二端网络在关联 参考方向下端口电压与端口电流的比值。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.2 电阻的串联(一),定义 在电路中, 把几个电阻元件依次一个一个首尾连接起来, 中间没有分支, 在电源的作用下流过各电阻的是同一电流。 这种连接方式叫做电阻的
3、串联。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.2 电阻的串联(二),图 2.2 电阻的串联,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.2 电阻的串联(三),(2.2),2. 电阻串联时, 各电阻上的电压为,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.1(一),如图2.3所示, 用一个满刻度偏转电流为50A, 电阻Rg为2k的表头制成100V量程的直流电压表, 应串联多大的附加电阻Rf?,图2.3,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.1(二),解 满刻度时表头电压为,附加电阻电压为,代入式(2.2), 得,解得,
4、http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.3 电阻的并联(一),图2.4 电阻的并联,并联电阻的等效电导等于各电导的和(如图 2.4(b)所示), 即,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.3 电阻的并联(二),(2.4),并联电阻的电压相等, 各电阻的电流与总电流的关系为,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.3 电阻的并联(三),两个电阻R1、R2并联,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.2(一),如图2.5所示, 用一个满刻度偏转电流为50A, 电阻Rg为2k的表头制成量程为 50mA的直流电流表
5、, 应并联多大的分流电阻R2?,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.2(二),解 由题意已知, I1=50A, R1=Rg=2000, I=50mA, 代入公式(2.5)得,解得,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.1.4 电阻的串、并联,定义: 电阻的串联和并联相结合的连接方式, 称为电阻的串、并联或混联。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.3 (一),进行电工实验时, 常用滑线变阻器接成分压器电路来调节负载电阻上电压的高低。图 2.6 中R1和R2是滑线变阻器, RL是负载电阻。已知滑线变阻器额定值是100、3A, 端
6、钮a、 b上输入电压U1=220V, RL=50。试问: (1)当R2=50时, 输出电压U2是多少? (2)当R2=75时, 输出电压U2是多少?滑线变阻器能否安全工作?,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.3 (二),http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.3 (三),滑线变阻器R1段流过的电流,解 (1) 当R2=50时, Rab为R2和RL并联后与R1串联而成, 故端钮a、 b的等效电阻,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.3 (四),负载电阻流过的电流可由电流分配公式(2.5)求得, 即,http:/ 电子发烧友 h
7、ttp:/ 电子技术论坛,例2.3 (五),因I1=4A, 大于滑线变阻器额定电流3A, R1段电阻有被烧坏的危险。,(2) 当R2=75时,计算方法同上, 可得,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.4(一),求图2.7(a)所示电路中a、b两点间的等效电阻Rab。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例2.4(二),解(1) 先将无电阻导线d、 d缩成一点用d表示, 则得图2.7(b) (2) 并联化简, 将2.7(b)变为图2.7(c)。 (3) 由图2.7(c), 求得a、 b两点间等效电阻为,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛
8、,简单电路计算步骤,简单电路:可用串、并联化简。 复杂电路:不可用串、并联化简。 简单电路计算步骤: (1)计算总的电阻,算出总电压(或总电流)。 (2)用分压、分流法逐步计算出化简前原电路中各电阻 电流、电压。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,教学方法,电阻的串并联在物理中已接触过,可采用自学的形式,以设疑、析疑的方式讲授这次课。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,思考题,1.什么叫二端网络的等效网络?试举例说明。 2.在图2.8所示电路中, US不变.当 R3增大或减小时, 电压表, 电流表的读数将如何变化?说明其原因.,http:/ 电子发烧友
9、http:/ 电子技术论坛,2.2 电阻的星形连接与三角形连接的等效变换,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,目的与要求,会进行星形连接与三角形连接间的等效变换,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,重点与难点,重点: 星形连接与三角形连接的等效变换 难点: 星形与三角形等效变换的公式,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,三角形连接和星形连接,三角形连接:三个电阻元件首尾相接构成一个三角形。如下图a所示。 星形连接:三个电阻元件的一端连接在一起,另一端分别连接到电路的三个节点。如上图b所示。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论
10、坛, 三角形、星形等效的条件,端口电压U12、U23、U31 和电流I1、I2 、I3都分别相等,则三角形星形等效。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,3.已知三角形连接电阻求星形连接电阻,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,4.已知星形连接电阻求三角形连接电阻,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,5.特殊情况,设三角形电阻R12=R23=R32= ,则 =R1=R2=R3= 反之, =R12=R23=R31=3,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.5(一),图2.10(a)所示电路中, 已知Us=225V, R
11、0=1, R1=40, R2=36, R3=50, R4=55, R5=10, 试求各电阻的电流。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.5(二),http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.5(三),解 将形连接的R1, R3, R5等效变换为Y形连接的Ra, Rc、Rd, 如图2.10(b)所示, 代入式(2.8)求得,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.5(四),Ra与Rob串联, a、b间桥式电阻的等效电阻,图2.10(b)是电阻混联网络, 串联的Rc、R2的等效电阻Rc2=40, 串联的Rd、R4的等效电阻Rd4=6
12、0, 二者并联的等效电阻,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.5(五),桥式电阻的端口电流,R2、R4的电流各为,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.5(六),为了求得R1、R3、R5的电流, 从图2.10(b)求得,并由KCL得,回到图2.10(a)电路, 得,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,教学方法,在得到星三转换公式时,启发学生自己找到记忆公式的规律。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,思考题,求下图所示网络的等效电阻,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.3 两种实际电源模
13、型的等效变换,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,目的与要求,1.理解实际电压源、实际电流源的模型 2.会对两种电源模型进行等效变换,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,重点与难点,重点 两种电源模型等效变换的条件 难点 用电源模型等效变换法分析电路,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,1 .实际电压源模型(一),图2.12 电压源和电阻串联组合,电压源 和电阻R的串联组合,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,1 .实际电压源模型(二),其外特性方程为,(2.12),http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2
14、.实际电流源的模型(一),图2.13 电流源和电导并联组合,电流源 和电导G的并联。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.实际电流源的模型(二),其外特性为,(2.13),http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,3.两种实际电源模型的等效变换,比较式(2.12)和式(2.13), 只要满足,实际电压源和实际电流源间就可以等效变换。 注意: 的参考方向是由 的负极指向其正极。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.6(一),求图2.14(a)所示的电路中R支路的电流。已知Us1=10V, Us2=6V, R1=1, R2=3, R=6。
15、,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.6(二),解 先把每个电压源电阻串联支路变换为电流源电阻并联支路。 网络变换如图2.14(b)所示, 其中,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.6(三),图2.14(b)中两个并联电流源可以用一个电流源代替, 其,并联R1、R2的等效电阻,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,例 2.6(四),网络简化如图2.14(c)所示。 对图2.14(c)电路, 可按分流关系求得R的电流I为,注意:用电源变换法分析电路时,待求支路保持不变。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,教学
16、方法,讲授法。 通过复习电压源、电流源的特点而引入新课题。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,思考题,用一个等效电源替代下列各有源二端网络。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.4 支 路 电 流 法,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,目的与要求,使学生学会用支路电流法求解复杂电路,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,重点与难点,重点 用支路电流法求解复杂电路的步骤 难点 列回路电压方程,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,1.支路电流法定义,支路电流法以每个支路的电流为求解的未知量。,http:
17、/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.KCL方程的列写(一),以图 2.16 所示的电路为例来说明支路电流法的应用。 对节点a列写KCL方程,对节点b列写KCL方程,节点数为n的电路中, 按KCL列出的节点电流方程只有(n-1) 个是独立的。,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.KCL方程的列写(二),图2.16 支路电流法举例,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,2.KCL方程的列写(三),按顺时针方向绕行, 对左面的网孔列写KVL方程:,按顺时针方向绕行对右面的网孔列写KVL方程:,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛,支路
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