第2章 電路等效變換分析

1、第第2 2章章 電路等效變換分析電路等效變換分析電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)本章內(nèi)容本章內(nèi)容簡單電阻電路簡單電阻電路電阻的星形和三角形聯(lián)結(jié)電阻的星形和三角形聯(lián)結(jié)電源的等效變換電源的等效變換簡單線性二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換簡單線性二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)電阻網(wǎng)絡(luò)、電源的等效電阻網(wǎng)絡(luò)、電源的等效線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效分析線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效分析含受控源的電路分析含受控源的電路分析電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)任務(wù)模塊：單臂電橋測量原理的分析任務(wù)模塊：單臂電橋測量原理的分析1 1電橋電路的組成電橋電路的組成單臂電橋電路要用于精確地測量一單臂電橋電路要用于精確地測量一定范圍內(nèi)的

2、電阻值，電路中包含四定范圍內(nèi)的電阻值，電路中包含四個(gè)電阻、一個(gè)直流電壓源和一個(gè)檢個(gè)電阻、一個(gè)直流電壓源和一個(gè)檢流計(jì)。流計(jì)。2工作原理工作原理當(dāng)檢流計(jì)中無電流通過時(shí)，則稱電橋達(dá)到當(dāng)檢流計(jì)中無電流通過時(shí)，則稱電橋達(dá)到平衡。平衡時(shí)，檢流計(jì)兩端的電位相等，平衡。平衡時(shí)，檢流計(jì)兩端的電位相等，四個(gè)臂的阻值滿足：四個(gè)臂的阻值滿足： ，利用這一關(guān)，利用這一關(guān)系就可測量電阻。系就可測量電阻。4231=RRRR電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)2.12.1簡單電阻電路簡單電阻電路一、電阻串聯(lián)及電阻串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用一、電阻串聯(lián)及電阻串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用等效電阻電壓關(guān)系電流關(guān)系niiNRRRRR121.nnRURURURU.2211

3、niiUU1NIIII.21電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)電阻串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用限流限流分壓分壓取樣取樣電壓表量程的擴(kuò)展電壓表量程的擴(kuò)展電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)二、電阻并聯(lián)及電阻并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用等效電阻niiRR111電壓關(guān)系電流關(guān)系niiGG1nUUUU.21niinIIIII121.電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)電阻并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用電阻并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用減少電阻減少電阻分流分流電流表量程的擴(kuò)展電流表量程的擴(kuò)展并聯(lián)供電并聯(lián)供電電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例2-2 如圖如圖2-82-8所示，欲將內(nèi)阻為所示，欲將內(nèi)阻為2k2k，滿偏電流為，滿偏電流為5050的表頭，的表頭，改裝成為量程為改裝成為量程為10mA10mA的直流

4、電流表，應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻？的直流電流表，應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻？mAIkRAIAA10,2,50AIIIAR3631095. 910501010ARARRII05.1020001095. 9105036ARARIIR解：依題意依題意 則通過分流電阻則通過分流電阻R R的電流為的電流為由分流公式可得由分流公式可得 所以所以 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)三、電阻混聯(lián)電阻混聯(lián)化簡步驟電阻混聯(lián)化簡步驟看電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，正確判斷電阻的連接關(guān)系。將所有無電阻的導(dǎo)線連接點(diǎn)用節(jié)點(diǎn)表示。對(duì)電路連接變形電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)混聯(lián)電路化簡一混聯(lián)電路化簡一混聯(lián)電路化簡二混聯(lián)電路化簡二電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)一、電阻星

5、形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)的概念電阻星形聯(lián)結(jié)電阻三角形聯(lián)結(jié)2.2電阻的星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)二、電阻的星形聯(lián)接與三角形聯(lián)接的等效變換二、電阻的星形聯(lián)接與三角形聯(lián)接的等效變換312312312333123122312231231231121RRRRRRRRRRRRRRRRRR213322131113322123313322112RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)2.32.3電源的等效變換電源的等效變換 實(shí)際電壓源與理想電壓源是有差別的，它總有內(nèi)阻，其端電壓不實(shí)際電壓源與理想電壓源是有差別的，它總有內(nèi)阻，其端電壓不為定值，可以用一個(gè)電壓源與電阻相

6、串聯(lián)的模型來表征實(shí)際電壓源為定值，可以用一個(gè)電壓源與電阻相串聯(lián)的模型來表征實(shí)際電壓源。 實(shí)際電流源與理想電流源也有差別，其電流值不為定值，可以用實(shí)際電流源與理想電流源也有差別，其電流值不為定值，可以用一個(gè)電流源與電阻相并聯(lián)的模型來表征實(shí)際電流源。如圖所示。一個(gè)電流源與電阻相并聯(lián)的模型來表征實(shí)際電流源。如圖所示。+-USRSI+-abU0UUSIU=USU=Us-RsI電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)實(shí)際電源兩種模型是可以等效互換的。如圖所示。實(shí)際電源兩種模型是可以等效互換的。如圖所示。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)SSSRUI電壓源變電流源：Ri不變電流源變電壓源：SSSRIU Ri不變說明說明：1.理想電

7、壓源與理想電流源之間不能進(jìn)行等效互換；2.等效互換僅對(duì)外部電路而。3.互換時(shí)要考慮電壓源電壓的極性與電流源電流的方向的關(guān)系。兩種電源等效變化的條件是：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)2.4 2.4 簡單線性二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換簡單線性二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換1 1、理想電源與電阻組合的二端網(wǎng)絡(luò)、理想電源與電阻組合的二端網(wǎng)絡(luò)理想電壓源和理想電流源不能互相轉(zhuǎn)換。理想電壓源和理想電流源不能互相轉(zhuǎn)換。一個(gè)理想電壓源與與任何一個(gè)兩端網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，對(duì)外均一個(gè)理想電壓源與與任何一個(gè)兩端網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，對(duì)外均等效為原來的理想電壓源。等效為原來的理想電壓源。一個(gè)理想電流源與任何一個(gè)兩端網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，對(duì)外均等一個(gè)理想電流源與任何一個(gè)兩端網(wǎng)絡(luò)串

8、聯(lián)，對(duì)外均等效為原來的理想電流源。效為原來的理想電流源。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)(a)、(b)、(c)三個(gè)電路都等效為(d)中的電壓源(a)、(b)、(c)三個(gè)電路都等效為(d)中的電流源電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2 25 5將圖2-38a所示電路化簡為一個(gè)電壓源模型。解：依題意，圖解：依題意，圖2-38a2-38a所示電路的化簡過程如圖所示電路的化簡過程如圖2-38b2-38b、c c、d d、e e所示。所示。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2-6 2-6 試求圖試求圖2-39a2-39a、b b、c c、d d所示電路的等效電路。所示電路的等效電路。解：圖解：圖2-39a2-39a、b b

9、所示電路的電壓源電壓為所示電路的電壓源電壓為10V10V，與之并聯(lián)的電流源和，與之并聯(lián)的電流源和電阻在等效時(shí)可以省去，所以它們對(duì)外的等效電路就是電壓為電阻在等效時(shí)可以省去，所以它們對(duì)外的等效電路就是電壓為10V10V的的電壓源，如圖電壓源，如圖2-39e2-39e、f f所示。所示。圖圖2-39c2-39c、d d所示電路的電流源電流為所示電路的電流源電流為3A3A，與之串聯(lián)的電壓源和電阻，與之串聯(lián)的電壓源和電阻在等效時(shí)可以省去，所以它們對(duì)外的等效電路就是電流為在等效時(shí)可以省去，所以它們對(duì)外的等效電路就是電流為3A3A的電流的電流源，如圖源，如圖2-39g2-39g、h h所示。所示。電路分析

10、基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2-72-7 試求圖2-40a所示電路中的電流I。解：可進(jìn)行一系列的化簡，化簡過程如圖可進(jìn)行一系列的化簡，化簡過程如圖2-40a2-40a、b b、c c所示所示，最后最后得到一個(gè)簡單回路，由化簡后的電路可求得電流為：得到一個(gè)簡單回路，由化簡后的電路可求得電流為：AI5 .0735電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2-8 2-8 利用電源電路的等效變換求圖2-41a所示電路中的電流I?？衫秒娫吹刃ё儞Q的方法逐步化簡，化簡過程如圖可利用電源等效變換的方法逐步化簡，化簡過程如圖2-41a2-41ae e所示所示，最最后將整個(gè)電路化簡成非常簡單的單回路電路，如圖后將整個(gè)電路化簡成非常

11、簡單的單回路電路，如圖2-41e2-41e所示，從而求所示，從而求得電路中的電流為得電路中的電流為AI16410電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2-9 2-9 圖所示電路為晶體管放大電路的微變等效電路， 已知 ， ， ， ， 。 求輸出電壓 。mVUi15 kR11 kR221003R40oU11133311)1 (IIIIURIRIi1313111)1 ()1 (IRRRIRIUiAARRUIi94. 21094. 2100)401 (1011015)1 (633311mVVRIUO2 .235102 .2351021094. 24033621解：解：由KVL及KCL可得則有：則有：所以：所以：

12、由歐姆定律得：由歐姆定律得：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2-102-10033610IIUUIU2033610IIUU電路如圖電路如圖a a所示，用等效變換法求電流所示，用等效變換法求電流I I。解得解得 解：用電源等效變換法，將解：用電源等效變換法，將VCCS變換為變換為VCVS， 如圖如圖b所示，根據(jù)所示，根據(jù)KVL，可得：，可得：根據(jù)圖根據(jù)圖a可知：可知： 代入上式，得代入上式，得 06)2(610)2(IIIAI5 . 0033610IIUU電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2-112-11電路如圖2-44所示，試用支路電流法求各支路電流。0452023203221321IUIIIIII根據(jù)

13、受控源做輔助方程，則有根據(jù)受控源做輔助方程，則有 U=2I2AI21AI22AI43解得：解得：解：依題意，根據(jù)解：依題意，根據(jù)KVLKVL和和KCLKCL，列，列出支路電流法的方程組：出支路電流法的方程組：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例2-122-12電路如圖所示，試求電路中的電壓U。aI063932121IIIIAI11AI22bI04310612UII0121012UVU34解：依題意，根據(jù)解：依題意，根據(jù)KVLKVL和和KCLKCL，列出節(jié)點(diǎn)，列出節(jié)點(diǎn)A A的電流方程和網(wǎng)孔的電流方程和網(wǎng)孔的回路電壓方程：的回路電壓方程：解得解得根據(jù)根據(jù)KVLKVL，列出網(wǎng)孔，列出網(wǎng)孔代入數(shù)據(jù)，得代入數(shù)據(jù)，得解得解得的回路電壓方程：的回路電壓方程：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)本章結(jié)束電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)目錄The Team / Nordui團(tuán)隊(duì)