第9讲分解方法与单口网络1.ppt
1,第 九 讲,2,第四章 分解方法与单口网络,4-1 分解的基本步骤 4-2 单口网络的电压电流关系 4-3 置换定理 4-4 单口网络的等效电路 4-5 一些简单的等效规律和公式 4-6 戴维南定理 4-7 诺顿定理 4-8 最大功率传递定理 4-9 T型网络和型网络,3,本章教学要求,1、掌握分解方法的基本步骤； 2、熟练掌握单口网络的电压电流关系； 3、掌握置换定理、戴维南定理、诺顿定理、 最大功率传递定理等电路基本定理； 4、熟练掌握单口网络的等效电路； 5、掌握T型网络和型网络的等效变换。,4,本次课教学要求,1、掌握分解方法的基本步骤； 2、熟练掌握单口网络的电压电流关系； 3、掌握置换定理及其应用。,重点 分解方法，单口网络的电压电流关系,难点 含受控电源的单口网络,5,§4.1 分解的基本步骤,1、引言,电路分析方法的简化途径： 叠加法：将多个激励源的电路化成单个激励源电路求解； 分解法：将复杂电路（网络）拆分成简单电路求解，一般转换成单口网络求解； 变换法：电路变换和数学变换。 电路变换法：将复杂电路（网络）变换成等效的简单电路求解； 域变换法：即数学变换法，通过数学方法将电路从时域变换到频域或复频域求解，然后再变回时域。,6,2 、分解的基本步骤,（1）将给定网络划分为两个单口网络N1和N2； （2）分别确定N1和N2的VCR（计算或测量，即理论法和实验法； （3）求解N1和N2的VCR的联立方程组，或用图解法确定N1和N2的VCR 曲线的交点，以确定端口的电压和电流； （4）分别求出N1和N2内部各支路的电压和电流。,7,分解的示意图,分解后，对于N1网络有：u=f1(i)，对于N2网络有：u=f2(i) ；,两个未知数，两个方程，端口电压u和电流i可以确定。,8,§ 4.2 单口网络的电压和电流关系,4.2.1 单口网络的定义,单口网络: 对外只有两个端钮的网络整体称为单口网络或二端网络。,单口网络,注意：单口网络VCR是由单口网络本身决定的，与外接电路无关,9,§ 4.2 单口网络的电压和电流关系（续）,4.2.2 单口网络的VCR及伏安特性曲线,单口网络的VCR：端口电压u和电流i的关系。 伏安特性曲线：在直角坐标系中描述端口电压u和电流i的关系的图像。,图4-3,10,求解单口网络VCR的基本方法,1.在端口上任意外接线路X求解（图4-3）,2. 外接电流源（自变量）求电压（函数）法（下图），即推导u= f(i)关系。,11,3. 外接电压源（自变量）求电流（函数）法，即推导i= f(u)关系。,4. 两点法：对于线性有源单口网络，可以求出端口的开路电压和短路电流，确定两个特殊点解决问题。,对于兼有受控电源和独立电源的单口网络，有时求不出端口的开路电压或短路电流，此时，可以在端口给出一个具体电压或电流值，求出对应的电流或电压，以确定直线的另一点。,12,例4-1,试求图4-3所示含电压源和电阻的单口网络的VCR及伏安特性曲线。,图4-3,解1：把X看作任意电路列方程,13,例4-1,解2：设想X是一个电流源i，列出节点电压方程,解3：设想X是一个电压源u，列出节点电流方程,14,例4-1,解4：,端口开路电压,端口短路电流,根据直线方程的截距式,根据开路电压和短路电流，可以很方便地作出该网络的伏安特性曲线。,15,例4-2,含受控电源的单口网络,用观察法列回路电压方程,显然，u为i的一次函数。,16,例4-3,无源单口电阻网络,解：此例实际上是求无源二端网络的等效电阻。,用网孔法计算比较麻烦，可以用T形-形网络等效变换的方式解决。,17,§ 4.3 单口网络的置换置换定理,1、置换定理（替代定理）,若网络N由两个单口网络N1和N2组成且已知端口电压和电流值分别为和，则N2（或N1）可用一个电压为 的电压源或用一个电流为 的电流源置换，不影响N1（N2）内支路电压、电流原有数值。,18,（a）原网络,（b）N2为电压源所置换,（c）N2为电流源所置换,图4-6 置换定理,19,I1 = 2 A , I2 = 1 A , I3 =1 A , U3 = 8 V,替代后电路中各支路电压和电流均保持不变,电路中各支路电压和电流已求出,用US= U3 = 8 V 的电压源替代,用IS= I3 = 1 A 的电流源替代,20,2、应用置换定理的注意事项,（1）被置换的网络可为一支路，即支路电压为，支路电流为。,（2）被置换的支路和电路中其他的支路之间无耦合。,（3）在置换时注意电压源的极性，电流源的方向。,（4）置换是一种基于工作点相同的等效替换，即电路具有唯一解，并适用于非线性电路。,（5）若被置换的网络是吸收能量的，可以用电阻替代。,21,置换定理的实质,运用置换定理置换对电路进行的变换，是对具有唯一解电路的一种等效变换，这种变换是基于同一个工作点的，即基于端口电压和电流所确定的那个点的等效变换。,换句话说，伏安特性过这一点的任何二端器件或网络，都可以用来替代该端口的原电路。,22,置换定理的实质,例如，图(b)中伏安特性过Q点的任何二端器件或网络，都可以用来替代图(a)中的N2。,图(a),图(b),图(b)中，伏安特性1表示10V的电压源，伏安特性2表示2A的电流源，伏安特性3表示5的电阻，伏安特性4表示20V的电压源与5的负电阻串联。,23,3、置换定理的应用,（1）用电压为端口电压值的电压源置换,用电压源置换后，电路分解为两个简单的网络。,24,3、置换定理的应用,（2）用电流为端口电流值的电流源置换,用电流源置换后，电路同样被分解为两个简单的网络。,25,置换定理的应用举例,PP120-121 例4-5 含受控电流源的电路,例4-6 图解法解电路,26,课外作业,P151 4-1， 4-2， 4-4,END,
