數(shù)字模擬電路課件第二章電阻電路的等效變換

1、電路分析基礎(chǔ),第二章 電阻電路的等效變換,電阻電路,僅由電源和線性電阻構(gòu)成的電路,分析方法,歐姆定律和基爾霍夫定律是分析電阻電路的依據(jù),等效變換的方法,也稱化簡(jiǎn)的方法,2.1 引言,2.2 電路的等效變換,一、二端電路（網(wǎng)絡(luò),任何一個(gè)復(fù)雜的電路, 向外引出兩個(gè)端鈕，且從一個(gè)端子流入的電流等于從另一端子流出的電流，則稱這一電路為二端網(wǎng)絡(luò) (或一端口網(wǎng)絡(luò),無源一端口,二、兩端電路等效的概念,電路等效變換的條件,電路等效變換的對(duì)象,電路等效變換的目的,兩電路具有相同的VCR,未變化的外電路A中的電壓、電流和功率；（即對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效,化簡(jiǎn)電路，方便計(jì)算,明確,2.3 電阻的串聯(lián)和并聯(lián),一、電阻串

2、聯(lián),1、電路特點(diǎn),1) KCL：i=i1=in,2) KVL,2、等效電阻,結(jié)論,二、電阻并聯(lián),1、電路特點(diǎn),1) KCL： i = i1+ i2+ +in,2) KVL : u=u1=un,2、等效電阻,i = i1+ i2+ + ik+ +in,u/R1 +u/R2 + +u/Rn =u(1/R1+1/R2+1/Rn)=uGeq,結(jié)論,三、電阻混聯(lián),1、電路特點(diǎn),2、求解步驟,1）求出等效電阻或等效導(dǎo)納； （2）應(yīng)用歐姆定律求出總電壓或總電流； （3）應(yīng)用歐姆定律或分壓分流公式求出各電阻上的電流或電壓,例,計(jì)算圖示電路中各支路的電壓和電流,Req,2.4 電阻的Y形連接和形連接的等效變換,

3、一、電阻的 、Y形連接,形網(wǎng)絡(luò),Y形網(wǎng)絡(luò),型電路 ( 型,T 型電路 (Y、星型,二、Y 變換的等效變換,1、定義,2、等效變換,1）端口條件,i1 =i1Y , i2 =i2Y , i3 =i3Y , u12 =u12Y , u23 =u23Y , u31 =u31Y,Y接: KVL,接: KCL,i1Y+i2Y+i3Y = 0,接: KVL,Y接: KCL,解得,i3 =u31 /R31 u23 /R23,i2 =u23 /R23 u12 /R12,i1 =u12 /R12 u31 /R31,特例,1)等效對(duì)外部(端鈕以外)有效，對(duì)內(nèi)不成立,2)等效電路與外部電路無關(guān),3)用于簡(jiǎn)化電路,注

4、意,4)電路的等效變換屬于多端子電路的等效，在應(yīng)用過程中，除了正確使用電阻變換公式計(jì)算各電阻阻值外，還必須正確連接各對(duì)應(yīng)端子,例1,例2,計(jì)算90電阻吸收的功率,2.5 電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián),一、理想電壓源的串聯(lián)和并聯(lián),1、串聯(lián),注意,1）參考方向一致時(shí)取“+”，不一致時(shí)取“-”； （2）電壓源的順向串聯(lián)，可得到一個(gè)高的輸出電壓,2、并聯(lián),注意,1）不同值或不同極性的電壓源是不允許并聯(lián)的，否則 違反KVL定律； （2）電壓源并聯(lián)時(shí)，每個(gè)電壓源中的電流是不確定的,一、理想電流源的串聯(lián)和并聯(lián),1、并聯(lián),注意,1）參考方向一致時(shí)取“+”，不一致時(shí)取“-”； （2）電流源的同側(cè)并聯(lián)，可得到一個(gè)大

5、的輸出電流,2、串聯(lián),注意,1）不同值或不同流向的電流源是不允許串聯(lián)的，否則 違反KCL定律； （2）電流源串聯(lián)時(shí)，每個(gè)電流源中的電壓是不確定的,例,2.6 實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換,一、實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源模型,1、實(shí)際電壓源,uS (uoc,實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源,注意,2、實(shí)際電流源,實(shí)際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，若開路，電壓很高，可能燒毀電源,注意,二、電壓源和電流源的等效變換,1、比較等效,令兩點(diǎn)路輸出特性相同,2、變換過程,1）電壓源變換為電流源,2）電流源變換為電壓源,2）等效是對(duì)外部電路等效,電流源開路， GS上有電流流

6、過,電流源短路, GS上無電流,電壓源短路， RS上有電流,電壓源開路， RS上無電流流過,3）理想電壓源與理想電流源不能相互轉(zhuǎn)換,1）變換關(guān)系,注意,既要滿足參數(shù)間的關(guān)系，還要滿足方向關(guān)系：電流源電流方向與電壓源電壓降方向相反,利用電源轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)化電路計(jì)算,例1,I=0.5A,U=20V,例2,求電路中的電流I,例3,受控源和獨(dú)立源一樣可以進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換過程中注意不要丟失控制量,求電流 i1,注意,2.7 輸入電阻,一、定義,二、計(jì)算方法,1、等效電阻法：如果一端口內(nèi)部?jī)H含電阻，則應(yīng)用電阻的串、并聯(lián)和Y變換等方法求它的等效電阻,2、外施電源法：對(duì)含有受控源和電阻的兩端電路，用電壓、電流法求輸入電阻，即在端口加電壓源，求得電流，或在端口加電流源，求得電壓，得其比值即為輸入電阻,例,計(jì)算下例一端口電路的輸入電阻,無源電阻網(wǎng)絡(luò),對(duì)于含有獨(dú)立電源的一端口電路，先把有源網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立源置零：電壓源短路；電流源開路，再求輸入電阻,方法,外施電壓源,應(yīng)用外施電源法時(shí)，端電壓、電