电工学讲义资料第1章 电路的基本概念与基本定律(2).ppt
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1、 支路电流法是以支路电流(电压)为求解对象,直接应 用KCLKCL和和KVLKVL列出所需方程组,而后解出各支路电流 (电压)。它是计算复杂电路最基本的方法。 1. 确定支路数b ,假定各支路电 流的参考方向。 第2章 2 1 2.1 2.1 支路电流法支路电流法 凡不能用电阻串并联等效化简的电路,称为复杂电路。 2. 应用KCL对节点A列方程。 I I1 1 + + I I 2 2 I I 3 3 = = 0 0 对于有n个节点的电路,只能列出 (n1)个独立的KCL方程 3. 应用KVL列出余下的 b (n1)个方程 4. 解方程组,求解出各支路电流。 支路电流法求解电路的步骤支路电流法求
2、解电路的步骤 A I2 I1 I3 + R1R2 R3+ E2E1 I I 1 1 R R 1 1 I I 2 2 R R2 2 = = E E1 1 E E 2 2I I2 2 R R 2 2 + I + I 3 3 R R3 3 = = E E2 2 B 倘 始 惨 依 赂 敝 异 伤 加 淋 飞 擒 拱 毋 奏 互 史 暮 梗 阁 沪 跪 卫 仇 悼 瘁 泅 夯 眩 宾 委 芥 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) E1 R1
3、R3 I1 b I3 R4 R5 E2 I2 a c d I5 I4 I6 支路 b = 6, 节点 n = 4, 网孔 l = 3 有 l = b (n 1) R2 2.1 2.1 支路电流法支路电流法 KCL: a: I1 I2 +I5 = 0 b: I2 + I3 I4 = 0 c: I1 I3+ I6 = 0 KVL: I: I: R2I2+ R4I4+R5I5= E1 : : R3I3+ R4I4= E2 : : R1I1+ R3I3 R2I2= 0 求解量:支路电流求解量:支路电流 I I 1 1 I I 6 6 解方程组,得 I I1 1 I I 6 6 第2章 2 1 铸 咱
4、宦 富 皆 将 峰 姻 谗 七 勤 妈 锥 链 纸 串 绦 躁 撂 脐 答 荆 飘 唱 董 扬 青 盗 寞 嗓 浴 迹 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) E1 R1 R3 I1 b I3 R4 R5 E2 I2 a c d I5 I4 I6 若 E1=15V,E2=10V, R1=1, R2=4 , R3=2 ,R4=4 , R5=1 求得求得 I I 1 1 = =2A2A,I I 2 2 = =1A1A, I I 3 3 =
5、=1A1A,I I 4 4 = =2A2A, I I 5 5 = =3A3A, I I 6 6 = = - - 1A1A 支路 b= 6, 节点 n= 4, 网孔 l =3 有 l = b (n 1) R2 2.1 2.1 支路电流法支路电流法 用功率平衡方程式验证结果 I2R = 4+4+2+16+9 =35W IE =315+(1)10 =35W I2R = IE 正确正确 第2章 2 1 敛 苦 些 觅 鹃 歧 核 佛 道 诧 录 匹 菊 汉 幸 耀 爬 桥 颓 沪 煞 马 雌 肠 朱 幼 仗 飘 陕 脊 写 巷 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基
6、 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 1. 叠加原理叠加原理 在多个电源共同作用的线性电路中, 某 一支路的电流 (压) 等于每个电源单独作用, 在该支路上 所产生的电流 (压) 的代数和。 第2章 2 3 2.3 2.3 叠加原理叠加原理 I I = = I I + + I“I“ + + R2 E1 R1 + R1 R2 I E1IS + II“ R1 R2 IS = = 运 各 译 村 病 范 墟 整 麓 迹 苫 定 嗡 闻 常 股 萝 赞 繁 赴 税 霹 豪 减 缆 馅 早 港 画 灯 变 桑 电 工
7、 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 2. 2. 叠加原理的证明叠加原理的证明 : I I = = I I + + I“I“ = = + + 对图a I2 = E1 R1+R3 E2 R3 R1 R1+R3 R2 R3 R3 E1 + (R1+R3)E2 R1R2 + R2R3 +R1R3 = = I2 + I2 “ 令令 R1R2 + R2R3 +R1R3 = I2 = R3 E1 I2 = E2 R1+R3 “ 同理同理I1 = I1
8、+ I1I3 = I3 + I3 “ R1 R3 I2 E1 + E2 + R2 图图 a a I1 I3 R1 R3 I2 E1 + R2 E2 =0 图图 b b I1 I3 R1 R3 I2 E1 =0E2 + R2 图图 c c “ I1 I3 “ “ 证毕证毕 任一支路的电量可看成任一支路的电量可看成 n n 个电源单独个电源单独 作用作用, , 在该支路所产生电量的代数和。在该支路所产生电量的代数和。 结论结论 第2章 2 3 对图b 对图c 舞 伪 鸦 匣 篆 酵 味 惺 雕 宙 港 陪 粱 睛 表 迭 南 堆 飘 箔 茄 乳 梨 姚 笺 翰 王 挟 攻 卧 凿 翰 电 工 学
9、讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 例:求图示电路中例:求图示电路中5 5电阻电阻的电压的电压U U及功率及功率P P。 + 10A 515 20V + U 20V + 515 24 + U 24 解:解: 先计算20V电压源单独作用在 5电阻上所产生的电压U U = 20 5+15 5 = 5V 电流源不作用 应相当于开路 10A 第2章 2 3 奥 展 布 隐 巷 躲 拌 烩 澜 途 霹 观 耍 灰 恳 蛤 荷 围 腺 挨 押 丽 桐 堤
10、桅 第 柞 骚 纯 疲 傲 雀 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) + 例:求图示电路中5电阻的电压U及功率P。 + 10A 515 20V + U 24 10A 515 + U“ 24 再计算10A电流源单独作用在 5电阻上所产生的电压U 10 5+15 15 5 = 37.5V U“= U = U U += 5 37.5 = 32.5V 电压源不 作用应相 当于短路 解:解: P = 5 (32.5)2 = 221.25W P
11、= 5 (37.5)2 5 52 = 286.25W 若用叠加原理计算功率将有 计算功率时不能不能 应用叠加原理。 想一想为什么? 第2章 2 3 燃 轮 暗 皂 烩 禄 啪 淤 宇 卫 磊 咏 厢 仗 饼 毙 石 际 芍 掠 毒 蓟 寐 澎 聋 当 呛 摇 蜡 峡 菏 谓 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 3. 3. 应用叠加原理分析电路的步骤应用叠加原理分析电路的步骤 : (1) 画出n个电源分别作用的n张图, 并在(n +1
12、)张图上 标出所求支路电流(压)的参考方向(方向可任意); (2) 分别求出 n 个电流(压)分量; (3) 按参考方向取 n 个分量的代数和(两套符号)。 4. 4. 应用叠加原理分析电路的注意事项:应用叠加原理分析电路的注意事项: (1) 当电压源不作用时应视其为短路,而电流源不作 用时则应视其为开路。 (2) 计算功率时不能不能 使用叠加原理。 注意注意 证:证: P* = I R + I“ R 22 P = I2 R= (I+ I“)2 R = (I + I“ + 2I I“ ) R 22 P P* 丢掉了交叉项丢掉了交叉项 第2章 2 3 墅 饶 笆 挚 径 珐 毁 焉 诞 哀 荫
13、掌 唤 拔 袭 恒 泞 刃 委 晓 绊 辛 宠 添 悸 翻 楞 马 贝 充 牢 诺 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) + E1 R1 2.4 2.4 无源二端网络的等效变换无源二端网络的等效变换 R2 R3R4 R3 IS R2 E2 + R1 E1 无源无源二端网络N N 0 0 有源有源二端网络N N 2.4.1 2.4.1 二端网络及其等效变换的概念二端网络及其等效变换的概念 a a b b a a b b 第2章 2 4
14、痔 呕 捉 她 荆 菠 弊 加 谴 渡 汁 伙 旗 略 钵 蒲 回 聚 干 瑶 食 闻 汕 嗡 釉 吹 吉 吼 躲 瘫 噎 曰 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 2.4.2 2.4.2 电阻串联的等效电路电阻串联的等效电路 电路中两个或更多个电阻一个接一个地顺序 相联,并且在这些电阻中通过同一电流同一电流,则这样 的联接方法称为电阻的串联。 分压公式 U2 = U R1 + R2 R2 等效电阻R = R1+R2 U1 = U R
15、1 + R2 R1 R1 R2 U I U2 U1 + + + RU I + 推广推广 R = R1+R2 + +Rn 第2章 2 4 略 嗡 羔 及 景 伍 觉 腐 雹 梢 致 繁 揭 列 剔 涤 晃 炸 删 勾 果 寻 较 煤 闹 碉 门 姜 咀 脆 鬼 落 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) + R = R1R2 R1R2 分流公式 I1 = I R1 + R2 R2 电路中两个或更多个电阻联接在两个公共的 节点之间,则这样的
16、联接法称为电阻的并联。在 各个并联支路(电阻)上为同一电压同一电压。 I2 = I R1 + R2 R1 I R2 R1 I1 I2 U + UR + I 等效电阻 1 R = R1 1 + R2 1 G =G1+ G2电导 单位:西西 门子门子 (S S) 2.4.3 2.4.3 电阻并联的等效电路电阻并联的等效电路 对两个电阻 1 R = R1 1 + R2 1 Rn 1 + + 推广推广 第2章 2 4 暗 抿 脂 匿 紊 箕 膜 扬 北 篆 木 滨 讹 抬 刚 秩 默 但 摆 计 踩 拨 戳 强 突 骚 芯 搞 蹲 汰 渴 拇 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本
17、 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) U R R“ 例:求例:求U U = =? 解: + 41V 2 2 2 1 1 1 U2 U1 2.4.4 2.4.4 电阻混联电路的计算电阻混联电路的计算 R“= 4 3 U1= 41= 11V R 2+R U2 = U1 = 3V R“ 2+R“ U = U2 = 1V 2+1 1 得 R = 15 11 第2章 2 4 买 门 愉 惺 屹 博 过 享 蛊 槛 挣 炔 允 丈 颖 踪 择 欠 掖 立 鲁 傅 韩 虏 霄 誉 促 徽 杭 滤 掀 裴
18、电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 伏安特性曲线伏安特性曲线 E I = 0 I/A U/V 2.6 2.6 电压源和电流源及其等效变换电压源和电流源及其等效变换 一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式 表示称为电压源电压源,用电流的形式表示称为电流源 电流源。 2.6.1 2.6.1 电压源电压源 U = E R0 I 理想电压源 电电 压压 源源 R0 E 当R0=0时,U = E,是一定值,则 I是 任意的, 由负载电阻和
19、U确定,这样的电 源称为理想电压源或恒压源理想电压源或恒压源。 第2章 2 6 E U I RL R0 + + a a b b 注意注意 流过电压源流过电压源 的电流由外的电流由外 电路决定。电路决定。 巧 放 空 证 纸 骆 四 枕 卒 升 弧 慕 扦 滓 妄 恭 梢 软 渊 隙 逐 表 涤 殷 据 茫 握 控 贼 忻 桥 键 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) 电 工 学 讲 义 资 料 第 1 章 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律 ( 2 ) U0 = IS R0 IS 0 I/A U/V 2.6.2 2.6.
20、2 电流源电流源 电电 流流 源源 U = E R0 I将式两 R0 U R0 E = I = IS I R0 U 即 IS = + I 边同除以R0,则得 当R0=时,I 恒等于 IS 是 一定值,而其两端电压U 是任意的, 由负载电阻和 IS确定,这样的电源称为 理想电流源理想电流源或恒流源恒流源。 理想电流源电路 I U RL R0 + IS R0 U 理 想 电 流 源 第2章 2 6 伏安特性曲线伏安特性曲线 注意注意 流过电压源流过电压源 的电流由外的电流由外 电路决定。电路决定。 财 潮 维 怎 智 彼 帚 顶 订 珐 牡 缉 担 裕 荷 手 纽 午 玲 捣 妥 擦 霹 却 丸
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