電工技術(shù)第二章ppt課件.ppt

第二章直電路的流分析方法 2 1電阻串并聯(lián)及其等效變換 2 3支路電流法 2 2基爾霍夫定律 2 4電壓源與電流源模型的等效變換 2 5疊加原理 2 6戴維南定理 閱讀材料3 受控源 閱讀材料2節(jié)點(diǎn)電壓法 電路分析 在已知電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)的情況下 研究電路激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系稱(chēng)為電路分析 激勵(lì) 推動(dòng)電路工作的電源的電壓或電流稱(chēng)為激勵(lì) 響應(yīng) 由于電源或信號(hào)源的激勵(lì)作用 在電路中產(chǎn)生的電壓與電流稱(chēng)為響應(yīng) 二端網(wǎng)絡(luò) 單口網(wǎng)絡(luò) 電路分析時(shí) 往往把一組元件當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)分析 若該組元件只有兩個(gè)端鈕與外部電路相連 并且進(jìn)出這兩個(gè)端鈕的電流相等 則這組元件構(gòu)成的整體稱(chēng)為二端網(wǎng)絡(luò)或單口網(wǎng)絡(luò) 二端網(wǎng)絡(luò)的符號(hào)如圖2 1所示 無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò) 如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部不含電源元件 則稱(chēng)為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò) 有源二端網(wǎng)絡(luò) 如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部含有電源元件 則稱(chēng)為有源二端網(wǎng)絡(luò) 等效二端網(wǎng)絡(luò) 若兩個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)N1 N2具有相同的外特性 則這樣的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是等效二端網(wǎng)絡(luò) 如圖2 1 a 所示 等效變換 內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)N1和N2 分別接在含有電源的同一電路的a b兩端時(shí) 若得到的端電壓和電流完全相同 則N1和N2具有相同的伏安關(guān)系 這兩個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路等效 可進(jìn)行等效變換 等效電阻 無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)N0在關(guān)聯(lián)參考方向下 其端口電壓與端口電流的比值稱(chēng)為該網(wǎng)絡(luò)的等效電阻或輸入電阻 常用Ri表示 圖2 1 b 中無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻 2 1電阻串并聯(lián)及其等效變換 在電路中 幾個(gè)電阻依次首尾相接并且中間沒(méi)有分支的連接方式稱(chēng)為電阻的串聯(lián) 2 1 1電阻的串聯(lián) 圖2 2電阻串聯(lián)的等效電路圖2 3串聯(lián)電阻的分壓作用 電阻串聯(lián)分壓的特點(diǎn) 各電阻分得的電壓均小于總電壓U 各電阻分得的電壓與電阻的阻值大小成正比 各電阻消耗的功率與電阻的阻值大小成正比 等效電阻消耗的功率等于各個(gè)串聯(lián)電阻消耗的功率之和 1 電阻的串聯(lián) 特點(diǎn) 1 各電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相聯(lián) 兩電阻串聯(lián)時(shí)的分壓公式 R R1 R2 3 等效電阻等于各電阻之和 4 串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比 2 各電阻中通過(guò)同一電流 應(yīng)用 降壓 限流 調(diào)節(jié)電壓等 例2 1如圖2 4所示 用一個(gè)滿(mǎn)刻度偏轉(zhuǎn)電流為50 A 電阻Rg為2千歐的表頭制成100V量程的直流電壓表 應(yīng)串聯(lián)多大的附加電阻Rf 解 滿(mǎn)刻度時(shí)表頭電壓為 附加電阻Rf承擔(dān)的電壓為 解得 圖2 5電阻并聯(lián)的等效電路圖2 6并聯(lián)電阻的分流作用 2 1 2電阻的并聯(lián) 幾個(gè)電阻元件接在電路中相同的兩點(diǎn)之間 這種連接方式叫做電阻并聯(lián) 電阻并聯(lián)分流的特點(diǎn)如下 各電阻分得的電流均小于總電流I 各電阻分得的電流與電阻的阻值大小成反比 各電阻消耗的功率與電阻的阻值大小成反比 等效電阻消耗的功率等于各個(gè)并聯(lián)電阻消耗的功率之和 2 電阻的并聯(lián) 兩電阻并聯(lián)時(shí)的分流公式 3 等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和 4 并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比 特點(diǎn) 1 各電阻聯(lián)接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間 2 各電阻兩端的電壓相同 應(yīng)用 分流 調(diào)節(jié)電流等 例2 2如圖2 7所示 用一個(gè)滿(mǎn)刻度偏轉(zhuǎn)電流為50 A 電阻為Rg2k 的表頭制成量程為50mA的直流電流表 應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻Rf 解 由題意可知 2 1 3電阻的混聯(lián) 既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱(chēng)為電阻混聯(lián)電路 1 混聯(lián)電路等效電阻的計(jì)算步驟 在電路中各電阻連接點(diǎn)上標(biāo)注一個(gè)字母 注意 等電位點(diǎn)用同一字母標(biāo)出 將各字母按順序在水平方向排列 待求電路兩端的字母放在相應(yīng)位置 把各電阻填在對(duì)應(yīng)的兩個(gè)字母之間 根據(jù)電阻串 并聯(lián)的定義依次求出等效電阻 2 簡(jiǎn)單電路的計(jì)算步驟 求等效電阻 計(jì)算出總電壓 或總電流 用分壓 分流公式逐步計(jì)算出化簡(jiǎn)前原電路中各電阻的電流 電壓 例2 3進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)時(shí) 常用滑線(xiàn)變阻器接成分壓器電路來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻上電壓的高低 圖2 8中R1和R2是滑線(xiàn)變阻器分成的兩部分電阻 RL是負(fù)載電阻 已知滑線(xiàn)變阻器的額定值是100 3A 端鈕a b上的輸入電壓U 220V RL 50 試問(wèn) 1 當(dāng)R2 50 時(shí) 輸出電壓U2是多少 2 當(dāng)R2 75 時(shí) 輸出電壓U2是多少 滑線(xiàn)變阻器能否安全工作 2 1 4電阻星形連接 三角形連接及其等效變換 無(wú)源三端網(wǎng)絡(luò) 具有3個(gè)引出端且內(nèi)部無(wú)任何電源 獨(dú)立源與受控源 的電路 圖2 11所示為星形連接的無(wú)源三端網(wǎng)絡(luò) 圖2 12所示為三角形連接的無(wú)源三端網(wǎng)絡(luò) 這兩種無(wú)源三端網(wǎng)絡(luò)在滿(mǎn)足一定條件時(shí)可進(jìn)行等效變換 1 電阻星形和三角形連接的特點(diǎn) 電阻星形連接 3個(gè)電阻的一端聯(lián)接在一個(gè)結(jié)點(diǎn)上 呈放射狀 如圖2 11所示 圖2 11電阻星形連接的無(wú)源三端網(wǎng)絡(luò) 圖2 12電阻三角型連接的無(wú)源三端網(wǎng)絡(luò) 電阻星形連接 3個(gè)電阻依次首尾相接 呈環(huán)狀 如圖2 12所示 2 電阻星形和三角形變換圖 圖2 13電阻星形連接和三角形連接變換圖 3 等效變換的條件 變換前后 對(duì)于外部電路而言 流入 出 對(duì)應(yīng)端子的電流以及各端子之間的電壓必須完全相同 4 等效變換關(guān)系 2 已知三角形連接的電阻 求等效星形電阻 公式特征 看下角標(biāo) 分子為兩相關(guān)電阻的積 分母為3個(gè)電阻的和 特殊情況 當(dāng)三角形 星形 連接的3個(gè)電阻阻值都相等時(shí) 變換后的3個(gè)阻值也應(yīng)相等 1 已知星形連接的電阻 求等效三角形連接的電阻 例2 6無(wú)源兩端網(wǎng)絡(luò)如圖2 14所示 求A B兩端的等效電阻 解 圖2 14中 a b c 圖經(jīng)過(guò)星 三角等效變換 可得到圖2 14 d e f 所示的對(duì)應(yīng)電路 其中 2 2基爾霍夫定律 2 2 1幾個(gè)有關(guān)的電路名詞 1 支路 圖2 20所示電路中 通過(guò)同一電流的每個(gè)分支稱(chēng)為支路 每一支路上通過(guò)的電流稱(chēng)為支路電流 如圖2 20所示電路中的I1 I2 I3均為支路電流 2 節(jié)點(diǎn) 3條或3條以上支路的連接點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn) 圖2 20所示電路中的節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b 3 回路 電路中任意一個(gè)閉合路徑稱(chēng)為回路 如圖2 20所示電路中的回路I 回路II及構(gòu)成的大回路III 4 網(wǎng)孔 不能再分的回路稱(chēng)為網(wǎng)孔 即不包含其他支路的單一閉合路徑 如圖2 20所示電路中的回路I 回路II即為網(wǎng)孔 大回路III不是網(wǎng)孔 因?yàn)樗€能分成兩個(gè)小回路I II 圖2 20所示電路有3條支路 2個(gè)節(jié)點(diǎn) 3個(gè)回路 2個(gè)網(wǎng)孔 2 2 2基爾霍夫電流定律 KCL 1 基爾霍夫電流定律內(nèi)容在任一瞬時(shí) 流入任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和必定等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和 所有電流均為正 即 若規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正 流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù) 則 2 推廣應(yīng)用KCL也適用于包圍幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的閉合面 如圖2 21所示 其中的虛線(xiàn)圈內(nèi)可看成一個(gè)封閉面 3 基爾霍夫第一定律 KCL 基爾霍夫定律包括結(jié)點(diǎn)電流定律和回路電壓兩個(gè)定律 是一般電路必須遵循的普遍規(guī)律 它指出 任一時(shí)刻 流入任一結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和恒等于零 數(shù)學(xué)表達(dá)式 a I1 I2 I3 I4 0 若以指向結(jié)點(diǎn)的電流為正 背離結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù) 則根據(jù)KCL 對(duì)結(jié)點(diǎn)a可以寫(xiě)出 求左圖示電路中電流i1 i2 整理為 i1 i3 i2 i4 可列出KCL i1 i2 i3 i4 0 i1 i2 10 12 0 i2 1A 4 7 i1 0 i1 3A 其中i1得負(fù)值 說(shuō)明它的實(shí)際方向與參考方向相反 基氏電流定律的推廣 I I1 I2 I3 I 0 廣義節(jié)點(diǎn) 電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面 廣義節(jié)點(diǎn) 2 2 3基爾霍夫電壓定律 KVL 1 定律內(nèi)容 1 任何時(shí)刻沿著任一個(gè)回路繞行一周 各電路元件上電壓降的代數(shù)和恒等于零 即 2 若電路中只包含線(xiàn)性電阻和電壓源 則回路中所有電阻上電壓降的代數(shù)和恒等于回路中電壓源電壓的代數(shù)和 即 電流參考方向與回路繞行方向一致時(shí)IR前取正號(hào) 相反時(shí)取負(fù)號(hào) 電壓源電壓的方向與回路繞行方向一致時(shí)E前取負(fù)號(hào) 相反時(shí)取正號(hào) 電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)取正號(hào) 相反時(shí)取負(fù)號(hào) 4 基爾霍夫第二定律 KVL 基爾霍夫電壓定律是用來(lái)確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電壓定律 回路電壓定律依據(jù) 電位的單值性原理 它指出 任一瞬間 沿任一回路參考繞行方向 回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 U 0 然后根據(jù) U 0 得 U1 US1 U2 U3 U4 US4 0 R1I1 US1 R2I2 R3I3 R4I4 US4 0 R1I1 R2I2 R3I3 R4I4 US1 US4 電阻壓降 可得KVL另一形式 IR US 電源壓升 先標(biāo)繞行方向 根據(jù) U 0對(duì)回路 1列KVL方程 電阻壓降 電源壓升 即電阻壓降等于電源壓升 此方程式不獨(dú)立 省略 對(duì)回路 2列KVL常用形式 對(duì)回路 3列KVL方程 1方程式也可用常用形式 KVL方程式的常用形式 是把變量和已知量區(qū)分放在方程式兩邊 顯然給解題帶來(lái)一定方便 圖示電路KVL獨(dú)立方程為 KVL推廣應(yīng)用于假想的閉合回路 或?qū)懽?對(duì)假想回路列KVL UA UB UAB 0 UAB UA UB US IR U 0 U US IR 對(duì)假想回路列KVL 或?qū)懽?KVL也可推廣應(yīng)用到任一不閉合的電路上 例 列出下圖的KVL方程 解 由KCL得出 對(duì)回路 由KVL得出 例2 7如圖2 26所示電路中 已知 求 2 3支路電流法 支路電流法 是以支路電流為未知量 直接應(yīng)用KCL和KVL 分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路列出所需的方程式 然后聯(lián)立求解出各未知電流的方法 一個(gè)具有b條支路 n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路 根據(jù)KCL可列出 n 1 個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程式 根據(jù)KVL可列出b n 1 個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程式 例2 8電路如圖2 35所示 已知 計(jì)算各支路電流 解 電路有2個(gè)節(jié)點(diǎn) 3條支路 3個(gè)回路 2個(gè)網(wǎng)孔 3個(gè)支路電流是待求量 1 列CL方程 假定各支路電流I1 I2 I3及參考方向如圖2 33所示 根據(jù)2個(gè)節(jié)點(diǎn) 可列出2 1 1個(gè)獨(dú)立的KCL方程 節(jié)點(diǎn)a有 2 列KVL方程根據(jù)2個(gè)網(wǎng)孔 可列出3 2 1 2個(gè)獨(dú)立的KVL方程 3 解聯(lián)合方程組求得 2 4電壓源與電流源模型的等效變換 一個(gè)實(shí)際電源的作用既可以用電壓源模型表示 也可以用電流源模型表示 這兩種電源模型在其二端口的伏安關(guān)系完全相等時(shí)可以進(jìn)行等效變換 2 4 1等效的意義 下圖所示電壓源和電流源外接任何同樣的負(fù)載 這兩個(gè)電源都為該負(fù)載提供相同的電壓和相同的電流 即 對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō) 該電壓源和電流源是相互等效的 它們之間可以進(jìn)行等效變換 2 4 2等效變換的條件 由圖2 40 a 得 由圖2 40 b 得 推導(dǎo)得 等效變換后兩種電源模型的內(nèi)阻相等 并且電壓源與電流源方向相同 即 例2 9用電源模型等效變換的方法求圖2 41 a 所示電路的電流I1和I2 解 先將圖2 41 a 中的電壓源變換為電流源 如圖2 41 b 所示 將圖2 41 b 中的兩個(gè)電流源合并后等效變換為圖2 41 c 如圖2 41 a 所示 由KCL得出 由圖2 41 c 所示 由分流公式得出 例2 10將圖2 42所示電路等效化簡(jiǎn)為電壓源模型 解 該電路包含3個(gè)電源 最后的結(jié)果要求變換為電壓源 分析圖2 42 a 可知 應(yīng)先把左側(cè)的兩個(gè)電源想法變成與右側(cè)電壓源串聯(lián)的形式 先把最左側(cè)的6V電壓源與6 電阻的串聯(lián)組合變?yōu)殡娏髟?與其右側(cè)的電流源合并 整個(gè)電路的化簡(jiǎn)過(guò)程如圖2 42所示 2 4 3電源等效化簡(jiǎn)和變換的注意事項(xiàng) 1 理想電源 即恒壓源和恒流源 不能進(jìn)行等效變換 恒壓源輸出電壓恒定 恒流源沒(méi)有這樣的性質(zhì) 同樣 恒流源輸出電流恒定 恒壓源也沒(méi)有這樣的性質(zhì) 因此二者不能進(jìn)行等效變換 2 與恒壓源并聯(lián)的電阻 恒流源等對(duì)二端口以外的電路來(lái)說(shuō)不起作用 故從對(duì)外部電路等效來(lái)說(shuō) 內(nèi)部與恒壓源并聯(lián)的支路可以斷開(kāi) 如圖2 43所示 3 與恒流源串聯(lián)的電阻 恒壓源等對(duì)兩端口以外的電路來(lái)說(shuō)不起作用 故從對(duì)外部電路等效來(lái)說(shuō) 內(nèi)部與恒流源串聯(lián)的電阻 恒壓源等可以將其兩端短路 如圖2 44所示 圖2 43與恒壓源并聯(lián)支路的化簡(jiǎn) 圖2 44與恒流源串聯(lián)元件的化簡(jiǎn) 2 5疊加原理 2 5 1疊加原理 1 疊加原理的內(nèi)容對(duì)于線(xiàn)性電路 任何一條支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓都可以看成是由電路中的各個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí) 在該支路所產(chǎn)生的電流或該兩點(diǎn)間所產(chǎn)生電壓的代數(shù)和 2 獨(dú)立源置零處理每個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí) 應(yīng)將其他獨(dú)立源置零 而其內(nèi)阻保留在原電路中不變 電壓源置零 E 0 相當(dāng)于短路 用一根導(dǎo)線(xiàn)將 兩端短接 電流源置零 IS 0 相當(dāng)于電流源兩端開(kāi)路 在多個(gè)電源同時(shí)作用的線(xiàn)性電路中 任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓 都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和 疊加定理 內(nèi)容 計(jì)算功率時(shí)不能應(yīng)用疊加原理 當(dāng)恒流源不作用時(shí)應(yīng)視為開(kāi)路 當(dāng)恒壓源不作用時(shí)應(yīng)視為短路 7 2V電源單獨(dú)作用時(shí) 用疊加原理求下圖所示電路中的I2 根據(jù)疊加原理 I2 I2 I2 1 1 0 12V電源單獨(dú)作用時(shí) 用疊加定理求 I I I I 2 1 1A 恒流源不起作用 或 令其等于0 即是將此恒流源去掉 使原恒流源處開(kāi)路 20V電壓源單獨(dú)作用時(shí) 4A電流源單獨(dú)作用時(shí) 3 疊加原理的圖形說(shuō)明 圖2 49 a 中已標(biāo)出各支路電流的參考方向 各電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電路如圖2 49 b c 所示 對(duì)于圖2 49 a 電路中的各電流 應(yīng)用疊加原理可分別由下列各式求出 2 5 2用疊加原理求解的步驟 例2 11如圖2 50 a 所示 已知恒壓源E 10V 恒流源IS 5A 試用疊加原理求流過(guò)R2 4歐上的電流及其兩端的電壓UR2 解 假定待求支路電流I及電壓UR2的參考方向如圖2 50 a 所示 各電源單獨(dú)作用時(shí)待求支路的電流分量及電壓分量 設(shè)電壓源單獨(dú)作用 令5A電流源不起作用 即等效為開(kāi)路 此時(shí)電路如圖2 50 b 所示 設(shè)電流源單獨(dú)作用 令10V電壓源不起作用 即等效為短路 此時(shí)電路如圖2 50 c 所示 將各電流分量及電壓分量進(jìn)行疊加 求出原電路中的電流和電壓 疊加原則 當(dāng)各分量電流或電壓與原電路中的電流或電壓參考方向相同時(shí)取正 相反時(shí)取負(fù) 電阻實(shí)際消耗的功率為 故功率不能用疊加原理計(jì)算 應(yīng)用疊加定理要注意以下問(wèn)題 疊加定理只適用于線(xiàn)性電路 對(duì)非線(xiàn)性電路不適用 應(yīng)用疊加定理對(duì)電路進(jìn)行分析 可以看出各個(gè)電源對(duì)電路的影響 尤其是交 直流共同存在的電路 不起作用的電壓源置零 即僅將恒壓源兩端短接 保留其內(nèi)阻 不起作用的電流源置零 僅將恒流源兩端開(kāi)路 保留其內(nèi)阻 疊加時(shí)各個(gè)響應(yīng)分量是求代數(shù)和 即響應(yīng)分量與總響應(yīng)參考方向一致時(shí)取正號(hào) 相反時(shí)取負(fù)號(hào) 疊加定理只能用于電流或電壓的計(jì)算 因?yàn)楣β什皇请妷夯螂娏鞯囊淮魏瘮?shù) 所以不能用疊加定理計(jì)算功率 2 6戴維南定理 2 6 1戴維南定理 1 戴維南定理的內(nèi)容對(duì)于外部電路來(lái)說(shuō) 任何一個(gè)線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電壓源模型來(lái)代替 等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于該線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC其內(nèi)阻R0等于將該有源二端網(wǎng)絡(luò)變成無(wú)源兩端網(wǎng)絡(luò)后的等效輸入電阻 2 戴維南定理的圖形描述 如圖2 55 a 所示 對(duì)外電路 如負(fù)載 來(lái)說(shuō) 有源二端網(wǎng)絡(luò)N可用等效電壓源 恒壓源E和內(nèi)阻R0串聯(lián)支路 來(lái)代替 如圖2 55 b 所示 有源二端網(wǎng)絡(luò)N與外電路 負(fù)載RL 斷開(kāi) 求出開(kāi)路電壓UOC如圖2 55 c 所示 則等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)E UOC 將有源二端網(wǎng)絡(luò)N中的恒壓源短路 恒流源開(kāi)路 可獲得圖2 55 d 所示的無(wú)源兩端網(wǎng)絡(luò) 由此可求出等效電壓源的內(nèi)阻R0 無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò) 二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源 有源二端網(wǎng)絡(luò) 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源 戴維南定理中的 等效代替 是指對(duì)端口以外的部分 等效 即對(duì)相同外接負(fù)載而言 端口電壓和流出端口的電流在等效前后保持不變 注意 例2 12用戴維南定理求圖2 56 a 所示電路中的電流I 解 首先將電路分成有源二端網(wǎng)絡(luò)和待求支路兩部分 如圖2 56 a 所示電路中 虛線(xiàn)框內(nèi)為有源二端網(wǎng)絡(luò) 3歐電阻為待求電流支路 然后斷開(kāi)待求支路 求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC 接著求有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后的等效電阻R0 最后將有源二端網(wǎng)絡(luò)用一個(gè)等效電壓源代替 畫(huà)出其等效電路圖 接上待求支路 求出待求支路的電流 或電壓或功率 例1 電路如圖 已知Us1 40V Us2 20V R1 R2 4 R3 13 試用戴維寧定理求電流I3 a b 注意 等效 是指對(duì)端口外等效 即用等效電源替代原來(lái)的二端網(wǎng)絡(luò)后 待求支路的電壓 電流不變 解 1 斷開(kāi)待求支路求等效電源的電動(dòng)勢(shì)Us 例1 電路如圖 已知Us1 40V Us2 20V R1 R2 4 R3 13 試用戴維寧定理求電流I3 Us U0 Us2 IR2 20V 2 5 4V 30V 或 Us U0 Us1 IR1 40V 2 5 4V 30V 解 2 求等效電源的內(nèi)阻R0除去所有電源 理想電壓源短路 理想電流源開(kāi)路 例1 電路如圖 已知Us1 40V Us2 20V R1 R2 4 R3 13 試用戴維寧定理求電流I3 從a b兩端看進(jìn)去 R1和R2并聯(lián) 求內(nèi)阻R0時(shí) 關(guān)鍵要弄清從a b兩端看進(jìn)去時(shí)各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系 解 3 畫(huà)出等效電路求電流I3 例1 電路如圖 已知Us1 40V Us2 20V R1 R2 4 R3 13 試用戴維寧定理求電流I3 Ri 3 將待求支路接入等效電路 2 求等效電阻 1 求開(kāi)路電壓 例求R分別為3 8 18 時(shí)R支路的電流 解 a b R 3 R 8 R 18 總結(jié) 解題步驟 1 斷開(kāi)待求支路2 計(jì)算開(kāi)路電壓Uoc3 計(jì)算等效電阻Ri4 接入待求支路求解 已知 R1 20 R2 30 R3 30 R4 20 U 10V求 當(dāng)R5 16 時(shí) I5 等效電路 US UOC 先求等效電源US及R0 求 戴維南等效電路 解 R0 RAB 再求輸入電阻RAB 恒壓源被短接后 C D成為一點(diǎn) 電阻R1和R2 R3和R4分別并聯(lián)后相串聯(lián) 即 R0 RAB 20 30 30 20 12 12 24 得原電路的戴維南等效電路 由全電路歐姆定律可得 例求R為何值時(shí) 電阻R從電路中吸取的功率最大 該最大功率是多少 解 開(kāi)路電壓 入端電阻 當(dāng)R等于電源內(nèi)阻時(shí) R獲得最大功率 R吸收的功率 檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果 什么是二端網(wǎng)絡(luò) 有源二端網(wǎng)絡(luò) 無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò) 戴維南定理適用于哪些電路的分析和計(jì)算 是否對(duì)所有的電路都適用 應(yīng)用戴維南定理求解電路的過(guò)程中 電壓源 電流源如何處理 如何求解戴維南等效電路的電壓源及內(nèi)阻 定理的實(shí)質(zhì)是什么 閱讀材料2節(jié)點(diǎn)電壓法 一 節(jié)點(diǎn)電壓法 電路中任一節(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)電壓 所謂節(jié)點(diǎn)電壓法 就是在電路的n個(gè)節(jié)點(diǎn)中 選定一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn) 再以其余各節(jié)點(diǎn)電壓為待求量 利用基爾霍夫定律列出 n 1 個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程式 進(jìn)而求解電路響應(yīng)的方法 結(jié)點(diǎn)數(shù)較少而支路數(shù)較多的電路 如有2個(gè)節(jié)點(diǎn) 多條支路的電路 計(jì)算支路電流時(shí) 使用支路電流法比較繁瑣 利用節(jié)點(diǎn)電壓法會(huì)比較方便 圖 a 所示電路中有4條支路 2個(gè)節(jié)點(diǎn) 若用支路電流法求解需列4個(gè)方程 使用節(jié)點(diǎn)電壓法只需列一個(gè)方程 設(shè)以電路中的節(jié)點(diǎn)b為參考點(diǎn) 則a點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓就是節(jié)點(diǎn)a與節(jié)點(diǎn)b兩點(diǎn)間的電壓 用Ua表示 對(duì)圖 a 中的節(jié)點(diǎn)a應(yīng)用KCL得到 為了簡(jiǎn)化電路 圖 a 常畫(huà)成