第3章電路等效及電路定理ppt課件

1、上節(jié)課內(nèi)容回想上節(jié)課內(nèi)容回想 節(jié)點(diǎn)分析法的思緒、步驟？節(jié)點(diǎn)分析法的思緒、步驟？ 節(jié)點(diǎn)分析中，獨(dú)立電壓源如何處置？節(jié)點(diǎn)分析中，獨(dú)立電壓源如何處置？ 節(jié)點(diǎn)分析中，受控源如何處置？節(jié)點(diǎn)分析中，受控源如何處置？ 主要內(nèi)容主要內(nèi)容3.1 3.1 齊次定理與疊加定理齊次定理與疊加定理3.2 3.2 電路等效的普通概念電路等效的普通概念3.3 3.3 無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.4 3.4 含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.5 3.5 計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算機(jī)輔助分析教學(xué)目的教學(xué)目的知識(shí)：知識(shí)：建立并深化了解線性電路、無(wú)源單口建立并深化了解線性電路、無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)、含源單口網(wǎng)絡(luò)、

2、電路等效等網(wǎng)絡(luò)、含源單口網(wǎng)絡(luò)、電路等效等概念。深化了解線性電路的線性齊概念。深化了解線性電路的線性齊次性特性。次性特性。深化了解疊加定理、戴維南定理、諾深化了解疊加定理、戴維南定理、諾頓定理和最大功率傳輸定理的實(shí)際頓定理和最大功率傳輸定理的實(shí)際根據(jù)，熟練掌握疊加定理、戴維南根據(jù)，熟練掌握疊加定理、戴維南定理、諾頓定理和最大功率傳輸定定理、諾頓定理和最大功率傳輸定理在電路分析中的運(yùn)用方法和分析理在電路分析中的運(yùn)用方法和分析過(guò)程。過(guò)程。學(xué)習(xí)并掌握運(yùn)用學(xué)習(xí)并掌握運(yùn)用EWBEWB軟件進(jìn)展電路仿軟件進(jìn)展電路仿真和測(cè)試的方法。真和測(cè)試的方法。才干：才干：根據(jù)給定電路問(wèn)題合理選擇適用的定根據(jù)給定電路問(wèn)題合理

3、選擇適用的定理，并運(yùn)用這些定理對(duì)電路進(jìn)展正確理，并運(yùn)用這些定理對(duì)電路進(jìn)展正確分析和求解。分析和求解。正確繪制運(yùn)用電路定理或等效方法分正確繪制運(yùn)用電路定理或等效方法分析電路過(guò)程中的各種變換電路。析電路過(guò)程中的各種變換電路。設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的電路參數(shù)和電路變量的測(cè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的電路參數(shù)和電路變量的測(cè)試方案并進(jìn)展測(cè)試。試方案并進(jìn)展測(cè)試。利用利用EWBEWB軟件熟練地對(duì)給定電路進(jìn)展軟件熟練地對(duì)給定電路進(jìn)展仿真和測(cè)試。仿真和測(cè)試。問(wèn)題提出：?jiǎn)栴}提出： 擴(kuò)音器系統(tǒng)擴(kuò)音器系統(tǒng) 等效問(wèn)題？等效問(wèn)題？功率匹配問(wèn)題？功率匹配問(wèn)題？主要內(nèi)容主要內(nèi)容3.1 3.1 齊次定理與疊加定理齊次定理與疊加定理3.2 3.2 電路等效的普

4、通概念電路等效的普通概念3.3 3.3 無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.4 3.4 含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.5 3.5 計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算機(jī)輔助分析UsIsR1R2ssIRRRRURRRU2112212ssIRRRRRUI21121齊次定理齊次定理 引例：引例：2、意義：、意義： 反映線性電路的齊次性反映線性電路的齊次性homogeneity property。 留意：留意： 1線性電路：由線性元件和獨(dú)立電源組成的電路。線性電路：由線性元件和獨(dú)立電源組成的電路。 2鼓勵(lì)：電路的輸入，即獨(dú)立電源的電壓或電流。鼓勵(lì)：電路的輸入，即獨(dú)立電源的電壓或電流。 3呼

5、應(yīng)：由鼓勵(lì)引起的電路輸出電壓或電流。呼應(yīng)：由鼓勵(lì)引起的電路輸出電壓或電流。1、定理：在線性電路中，當(dāng)鼓勵(lì)、定理：在線性電路中，當(dāng)鼓勵(lì)(excitation)增大增大K倍時(shí)，倍時(shí)，其呼應(yīng)其呼應(yīng)(response)也相應(yīng)增大也相應(yīng)增大K倍。倍。3.1.1 齊次定理齊次定理I1I2I3I4解解: : 遞推法遞推法:設(shè)設(shè)I4=1AI4=1AI3=1.1AI2=2.1AuBD=22uBD=22V VI1=1.31AI=3.41AU=33.02VU=33.02V02.33120 BuAD=26.2uAD=26.2V V=3.63416I=3.41B=12.392AI1=1.31B=4.761AI2=2.1

6、B=7.632AI3=1.1B=3.998AI4=B=3.634AI4=B=3.634A3、運(yùn)用舉例：、運(yùn)用舉例：求圖示電路各支路電流。求圖示電路各支路電流。21212RRIRRRUssUsIsR1R2)11(/211RRIRUUssssIRRRRURRRU2112212ssIRRRRRUI21121II UU +=sURRRU212sIRRRRU2112 21RRUIssIRRRI211 疊加定理疊加定理 引例：求圖示電路的電壓引例：求圖示電路的電壓U和電流和電流I。3.1.2 疊加定理疊加定理2、意義：反映線性電路的疊加性、意義：反映線性電路的疊加性(superposition)。1、定理

7、：在線性電路中，任一條支路電流或電壓等于、定理：在線性電路中，任一條支路電流或電壓等于各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。的代數(shù)和。 也可表述為：在線性電路中，多個(gè)鼓勵(lì)作用于電路也可表述為：在線性電路中，多個(gè)鼓勵(lì)作用于電路產(chǎn)生的呼應(yīng)產(chǎn)生的呼應(yīng)y(t) 等于各個(gè)鼓勵(lì)等于各個(gè)鼓勵(lì)xm(t)單獨(dú)作用于電路的呼單獨(dú)作用于電路的呼應(yīng)的代數(shù)和。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：應(yīng)的代數(shù)和。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：)()(txHtymMm留意：留意：電壓源短路；電壓源短路； 電流源開(kāi)路；電流源開(kāi)路； 受控源保管。受控源保管。2、疊加時(shí)留意代數(shù)和的意義、疊加時(shí)留意代

8、數(shù)和的意義: 假設(shè)呼應(yīng)分量與原呼應(yīng)方向一致取正號(hào)，反之取負(fù)。假設(shè)呼應(yīng)分量與原呼應(yīng)方向一致取正號(hào)，反之取負(fù)。 3、疊加定理只能適用線性電路支路電流或電壓的、疊加定理只能適用線性電路支路電流或電壓的計(jì)算，不能計(jì)算功率。計(jì)算，不能計(jì)算功率。1、一個(gè)獨(dú)立電源作用，其他獨(dú)立電源置零：、一個(gè)獨(dú)立電源作用，其他獨(dú)立電源置零： 4、疊加方法可使多個(gè)鼓勵(lì)或復(fù)雜鼓勵(lì)電路的求解問(wèn)題化、疊加方法可使多個(gè)鼓勵(lì)或復(fù)雜鼓勵(lì)電路的求解問(wèn)題化為單一鼓勵(lì)電路的求解問(wèn)題。只適用于線性電路。為單一鼓勵(lì)電路的求解問(wèn)題。只適用于線性電路。Ai4 . 181228Vu8 . 4Ai2 . 1281212 Vu4616. Ai6 . 2Vu

9、66.111、28V電壓源單獨(dú)作用時(shí)：電壓源單獨(dú)作用時(shí)：2、2A電流源單獨(dú)作用時(shí)：電流源單獨(dú)作用時(shí)：3、一切電源作用時(shí)：、一切電源作用時(shí)：例例1 1：用疊加定理求圖示電路中：用疊加定理求圖示電路中u u和和i i。ssUKIKU21211021KK100121KK1 . 01 . 021KKssUIU1 . 01 . 02VU12解：解： 根據(jù)疊加定理，有根據(jù)疊加定理，有代入知條件，有代入知條件，有解得解得假設(shè)假設(shè)Us=0, Is=10A時(shí)：時(shí)：例例2：圖示電路，知：圖示電路，知：Us=1V, Is=1AUs=1V, Is=1A時(shí)：時(shí)： U2=0 U2=0 ； Us=10V, Is=0Us=1

10、0V, Is=0時(shí)：時(shí)：U2=1V U2=1V ；求求:Us=0, Is=10A:Us=0, Is=10A時(shí)：時(shí)：U2= ?U2= ?此例是對(duì)線性電路疊加性的充分運(yùn)用此例是對(duì)線性電路疊加性的充分運(yùn)用 12210II 1、10V電壓源單獨(dú)作用時(shí)：電壓源單獨(dú)作用時(shí)：AI22、3A電流源單獨(dú)作用時(shí)，有電流源單獨(dú)作用時(shí)，有32/1112I2 IAI53 3、一切電源作用時(shí)：、一切電源作用時(shí)：AIII57 例例3：用疊加定理求圖示電路中電流：用疊加定理求圖示電路中電流I。運(yùn)用疊加定理分析電路時(shí)的步驟參運(yùn)用疊加定理分析電路時(shí)的步驟參見(jiàn)教材見(jiàn)教材P59 練習(xí)：當(dāng)練習(xí)：當(dāng)3A的電流源不作用時(shí)，的電流源不作用時(shí)

11、，2A的電流源的電流源向電路提供向電路提供28W的功率，這時(shí)的功率，這時(shí)u2=8V；當(dāng)；當(dāng)2A的的電流源不作用時(shí)，電流源不作用時(shí)，3A電流源提供功率電流源提供功率54W，這，這時(shí)時(shí)u1=12V。試求：兩電流源同時(shí)作用時(shí)，每。試求：兩電流源同時(shí)作用時(shí)，每個(gè)電流源輸出的功率個(gè)電流源輸出的功率VVIAI8u,14228u0,22121 VVII18354u,12u3, 0 2 1 2 1 同時(shí)作用時(shí)：同時(shí)作用時(shí)：AIIIVAIIIV3,26uuu2,26uuu 222 222 111 111 WIPWIP78u,52u222111 2A單獨(dú)作用時(shí)：?jiǎn)为?dú)作用時(shí)：3A單獨(dú)作用時(shí)：?jiǎn)为?dú)作用時(shí)：課程小結(jié)：課

12、程小結(jié)：深化了解線性電路的線性齊次性和疊加性特性；深化了解線性電路的線性齊次性和疊加性特性；熟練掌握疊加定理；熟練掌握疊加定理；可以正確繪制運(yùn)用疊加定理分析電路過(guò)程中的各種可以正確繪制運(yùn)用疊加定理分析電路過(guò)程中的各種變換電路。變換電路。課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：P61頁(yè)頁(yè) T3-1課后習(xí)題：課后習(xí)題：P98頁(yè)頁(yè) P3-2、P3-53.1 齊次定理與疊加定理齊次定理與疊加定理上節(jié)課內(nèi)容回想上節(jié)課內(nèi)容回想 論述齊次定理內(nèi)容？論述齊次定理內(nèi)容？ 論述疊加定理內(nèi)容？論述疊加定理內(nèi)容？ 運(yùn)用疊加定理時(shí)，受控源如何處置？運(yùn)用疊加定理時(shí)，受控源如何處置？ 線性電路中元件的功率能否等于每個(gè)獨(dú)立電線性電路中元件的功率

13、能否等于每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用的功率之和？源單獨(dú)作用的功率之和？3.2 電路等效的普通概念電路等效的普通概念二端網(wǎng)絡(luò)：由元件相銜接組成、與外二端網(wǎng)絡(luò)：由元件相銜接組成、與外電路只需兩個(gè)端鈕銜接的網(wǎng)絡(luò)整體。電路只需兩個(gè)端鈕銜接的網(wǎng)絡(luò)整體。 單口網(wǎng)絡(luò)：當(dāng)強(qiáng)調(diào)二端網(wǎng)絡(luò)的端口特性，單口網(wǎng)絡(luò)：當(dāng)強(qiáng)調(diào)二端網(wǎng)絡(luò)的端口特性，而忽略網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部情況時(shí)，又稱二端網(wǎng)絡(luò)為而忽略網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部情況時(shí)，又稱二端網(wǎng)絡(luò)為單口網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱為單口。單口網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱為單口。 端口特性：端口電壓與電流的關(guān)系，表示為方端口特性：端口電壓與電流的關(guān)系，表示為方程簡(jiǎn)稱為程簡(jiǎn)稱為VCR方程或伏安特性曲線的方式。方程或伏安特性曲線的方式。明確的網(wǎng)絡(luò)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)

14、的元件與網(wǎng)絡(luò)外的某些變量明確的網(wǎng)絡(luò)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的元件與網(wǎng)絡(luò)外的某些變量無(wú)任何能經(jīng)過(guò)電或非電方式聯(lián)絡(luò)時(shí)，那么稱這樣的無(wú)任何能經(jīng)過(guò)電或非電方式聯(lián)絡(luò)時(shí)，那么稱這樣的網(wǎng)絡(luò)為明確的。網(wǎng)絡(luò)為明確的。網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)名詞：網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)名詞：本書所討論的單口網(wǎng)絡(luò)均為明確的單口網(wǎng)絡(luò)。本書所討論的單口網(wǎng)絡(luò)均為明確的單口網(wǎng)絡(luò)。主要內(nèi)容主要內(nèi)容3.13.1齊次定理與疊加定理齊次定理與疊加定理3.23.2電路等效的普通概念電路等效的普通概念3.33.3無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.4 3.4 含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.5 3.5 計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算機(jī)輔助分析描畫單口網(wǎng)絡(luò)的方式：描畫單口網(wǎng)絡(luò)

15、的方式： 1詳盡的電路模型；詳盡的電路模型； 2端口特性。端口特性。 3等效電路：根據(jù)單口的端口特性等效電路：根據(jù)單口的端口特性得到的電路。得到的電路。單口網(wǎng)絡(luò)的分類：?jiǎn)慰诰W(wǎng)絡(luò)的分類： 1含源單口網(wǎng)絡(luò)：?jiǎn)慰趦?nèi)含有含源單口網(wǎng)絡(luò)：?jiǎn)慰趦?nèi)含有獨(dú)立電源。獨(dú)立電源。 2無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)：?jiǎn)慰趦?nèi)只含無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)：?jiǎn)慰趦?nèi)只含有電阻元件、受控源。有電阻元件、受控源。 假設(shè)兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)的端口假設(shè)兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)的端口VCR完全完全一樣，或它們的伏安特性曲線在一樣，或它們的伏安特性曲線在u-i平平面上完全重疊，那么稱這兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)面上完全重疊，那么稱這兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)是等效的。是等效的。 普通來(lái)說(shuō)，等效的兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)普通來(lái)

16、說(shuō)，等效的兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部可以具有完全不同的構(gòu)造和參數(shù)部可以具有完全不同的構(gòu)造和參數(shù) ，但對(duì)任一外電路來(lái)說(shuō)，它們卻具有完全但對(duì)任一外電路來(lái)說(shuō)，它們卻具有完全一樣的影響，沒(méi)有絲毫差別。一樣的影響，沒(méi)有絲毫差別。(a)(b)(R=21k )等效條件：對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效。等效條件：對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效。等效的定義：等效的定義： 1一切電阻流過(guò)同一電流；一切電阻流過(guò)同一電流；串聯(lián)：多個(gè)電阻順序相連，流過(guò)同一電流的銜接方式。串聯(lián)：多個(gè)電阻順序相連，流過(guò)同一電流的銜接方式。(a)(b)NkkRR12等效電阻等效電阻:3一切電阻耗費(fèi)的總功率一切電阻耗費(fèi)的總功率:4電阻分壓公式：電阻分壓公式：NkkPP1u

17、RRuNkkmm1一純電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路一純電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路一、電阻串聯(lián)及等效變換一、電阻串聯(lián)及等效變換3.3 無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路特點(diǎn)：特點(diǎn)： 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1一切電阻施加同一電壓；一切電阻施加同一電壓； (a)(b)NkkGG12等效電導(dǎo)等效電導(dǎo):3一切電阻耗費(fèi)的總功率一切電阻耗費(fèi)的總功率:4電阻分流公式：電阻分流公式：NkkPP1iGGiNkkmm1二、電阻并聯(lián)及等效變換二、電阻并聯(lián)及等效變換并聯(lián)：并聯(lián)： 多個(gè)電阻首端相連、末端相連，施加同一電壓的銜接方式。多個(gè)電阻首端相連、末端相連，施加同一電壓的銜接方式。 例：例： 求等效電阻求等效電阻R。7k 三、

18、電阻混聯(lián)及等效變換三、電阻混聯(lián)及等效變換混聯(lián)：多個(gè)電阻部分串聯(lián)、部分并聯(lián)的銜接方式。混聯(lián)：多個(gè)電阻部分串聯(lián)、部分并聯(lián)的銜接方式。(a) 星形銜接星形銜接T形、形、Y形形(b) 三角形銜接三角形銜接形、形、 形形四、四、T型網(wǎng)絡(luò)和型網(wǎng)絡(luò)和形網(wǎng)絡(luò)的等效變換形網(wǎng)絡(luò)的等效變換(a) 星形銜接星形銜接T形、形、Y形形(b) 三角形銜接三角形銜接形、形、 形形1、電阻的星形、三角形銜接、電阻的星形、三角形銜接四、四、T型網(wǎng)絡(luò)和型網(wǎng)絡(luò)和形網(wǎng)絡(luò)的等效變換形網(wǎng)絡(luò)的等效變換惠斯登電橋電路惠斯登電橋電路 R1、R2、R3銜接方式？銜接方式？R4、R5、R6銜接方式？銜接方式？221112RiRiuR2R3R31R2

19、3R12R13212112RRRRRR2131331RRRRRR313311ui Ri R0321iii1332213121231RRRRRRuRuRi31312112RuRu由等效概念由等效概念,有有1332213121RRRRRRRR1332212311RRRRRRRR2、從星形銜接變換為三角形銜接、從星形銜接變換為三角形銜接變換式：變換式：Y-變換的等效條件為：變換的等效條件為：YmnmnR形電阻兩兩乘積之和不與端相連的電阻 變換式：變換式：R2R3R31R23R12R131231231121RRRRRR31231223122RRRRRR31231231233RRRRRR3、從三角形銜接

20、變換為星形銜接、從三角形銜接變換為星形銜接-Y變換的等效條件為：變換的等效條件為：iiR接于 端兩電阻之乘積形三電阻之和例：圖為多量程電壓表的構(gòu)造，假設(shè)電壓表的例：圖為多量程電壓表的構(gòu)造，假設(shè)電壓表的Rm=2k，滿量程電流，滿量程電流Ifs=100uA。試設(shè)計(jì)多量程電壓表中。試設(shè)計(jì)多量程電壓表中R1、R2和和R3的值。的值。量程范圍：量程范圍：101V，2010V，30100V。解：假設(shè)解：假設(shè)R1R1、R2R2和和R3R3分別對(duì)應(yīng)的量程為：分別對(duì)應(yīng)的量程為：0-1V0-1V，0-10V0-10V，0-100V 0-100V ，那么：那么：1 1量程量程0-1V0-1V，電阻，電阻 kR820

21、00-100002000101001612 2量程量程0-10V0-10V，電阻，電阻 kR892000-10000020001010010623 3量程量程0-100V0-100V，電阻，電阻 kR8992000-100000020001010010063參看書參看書P86有關(guān)模擬直流有關(guān)模擬直流電壓表、電流表、電阻表電壓表、電流表、電阻表的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)練習(xí)：求等效電阻練習(xí)：求等效電阻Ri。RiRi (一一)無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的純電阻電路等效變換：無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的純電阻電路等效變換：202098092009200Ri = 30 練習(xí)：求等效電阻練習(xí)：求等效電阻Ri。RiRi Ri = 1.5 32ui

22、 例例1： 含受控電壓源的單口網(wǎng)絡(luò)如下圖，該受控源的電壓含受控電壓源的單口網(wǎng)絡(luò)如下圖，該受控源的電壓受端口電壓的控制。試求單口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻，并畫出該受端口電壓的控制。試求單口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻，并畫出該電路的等效電路。電路的等效電路。 解解: ui1i221uui21iii23uuuu)2131(iuR 21311356含受控源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻輸入電阻能夠?yàn)樨?fù)值。含受控源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻輸入電阻能夠?yàn)樨?fù)值。外施電壓源法，即外施端口電壓外施電壓源法，即外施端口電壓u，設(shè)，設(shè)法求出端口電流法求出端口電流i： 二含受控源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路二含受控源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路單口的輸入電阻是指該無(wú)源單口的端

23、口電壓與端口電流之比。單口的輸入電阻是指該無(wú)源單口的端口電壓與端口電流之比。 在端口電壓與端口電流對(duì)輸在端口電壓與端口電流對(duì)輸入電阻入電阻R為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：- 2i0 +i0i1i3i2例例2：求圖示單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路。：求圖示單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路。解解:伏安法：伏安法：1先設(shè)受控源的控制量為先設(shè)受控源的控制量為1；2運(yùn)用運(yùn)用KCL及及KVL設(shè)法算得端口電壓設(shè)法算得端口電壓u和端口電流和端口電流i；3根根據(jù)電阻的據(jù)電阻的VCR，算得輸入電阻。，算得輸入電阻。 設(shè)設(shè)i0=1Aabcd那么那么uab=2Vi1=0.5Ai2=1.5Aucd=4Vi3=0.5Ai=2Au= ucd

24、+3i = 10V故單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路如右圖所示。故單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路如右圖所示。5iuR結(jié)論：無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)外部特性總可以用一個(gè)等效電阻等效。結(jié)論：無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)外部特性總可以用一個(gè)等效電阻等效。課程小結(jié)：課程小結(jié)：深化了解無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)、含源單口網(wǎng)絡(luò)、電路等效概念。深化了解無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)、含源單口網(wǎng)絡(luò)、電路等效概念。熟練掌握等效變換法，重點(diǎn)掌握含受控源單口網(wǎng)絡(luò)的等效熟練掌握等效變換法，重點(diǎn)掌握含受控源單口網(wǎng)絡(luò)的等效輸入電阻的求解；輸入電阻的求解；可以正確繪制運(yùn)用等效法分析電路過(guò)程中的各種變換電路?？梢哉_繪制運(yùn)用等效法分析電路過(guò)程中的各種變換電路。課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： P98頁(yè)頁(yè) P3-8課后習(xí)題

25、：課后習(xí)題： P99頁(yè)頁(yè) P3-9分別用外施電源法和伏安法分別用外施電源法和伏安法3.2 電路等效的普通概念電路等效的普通概念3.3 無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路主要內(nèi)容主要內(nèi)容3.13.1齊次定理與疊加定理齊次定理與疊加定理3.23.2電路等效的普通概念電路等效的普通概念3.33.3無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.4 3.4 含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路3.5 3.5 計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算機(jī)輔助分析2并聯(lián)：并聯(lián)： 只需電壓數(shù)值、極性完全一樣的獨(dú)立電壓源才可并聯(lián)。只需電壓數(shù)值、極性完全一樣的獨(dú)立電壓源才可并聯(lián)。其等效電源為其中的任一電壓源其等效電源

26、為其中的任一電壓源 。 所銜接的各電壓源所銜接的各電壓源流過(guò)同一電流。流過(guò)同一電流。us1us2(a)(b) 等效變換式：等效變換式：us = us1 - us2us一一 電源模型及等效變換電源模型及等效變換1串聯(lián)：串聯(lián)：一、獨(dú)立電源的銜接及等效變換一、獨(dú)立電源的銜接及等效變換1、電壓源、電壓源3.3 含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路US2極性相反，極性相反，US的等效變換式？的等效變換式？ 2串聯(lián)：串聯(lián)： 只需電流數(shù)值、方向完全一樣的獨(dú)立電流源才可串聯(lián)。只需電流數(shù)值、方向完全一樣的獨(dú)立電流源才可串聯(lián)。其等效電源為其中的任一電流源其等效電源為其中的任一電流源 。所銜接的各電流源端為

27、同一電壓。所銜接的各電流源端為同一電壓。is1(a)(b)is2is i等效變換式：等效變換式： is = is1 - is22、電流源、電流源1并聯(lián)：并聯(lián)： 實(shí)踐電壓源模型可等效為一個(gè)理想電壓源實(shí)踐電壓源模型可等效為一個(gè)理想電壓源Us和電和電阻阻Rs的串聯(lián)組合。的串聯(lián)組合。 u = Us - iRs其中：其中：Rs直線的斜率。直線的斜率。(a)(b)UsRsUs2電路模型電路模型:二、實(shí)踐電源及等效變換二、實(shí)踐電源及等效變換 1、實(shí)踐電壓源模型、實(shí)踐電壓源模型1伏安關(guān)系：伏安關(guān)系：留意留意u、i方向！方向！ i = Is - u/Rs = Is - uGs其中：其中：Gs直線的斜率直線的斜率

28、。(a)(b)IsRs Is2電路模型：電路模型：1伏安關(guān)系：伏安關(guān)系：2、實(shí)踐電流源模型、實(shí)踐電流源模型 實(shí)踐電流源模型可等效實(shí)踐電流源模型可等效為一個(gè)理想電流源為一個(gè)理想電流源Is和電阻和電阻Rs的并聯(lián)組合。的并聯(lián)組合。留留意意u、i方方向！向！ 等效條件：堅(jiān)持端口伏安關(guān)系一樣。等效條件：堅(jiān)持端口伏安關(guān)系一樣。 等效變換關(guān)系：等效變換關(guān)系： Us = Is Rs Rs= Rs (2)IsRsUsRs 圖圖(1)伏安關(guān)系伏安關(guān)系: u = Us - iRs 圖圖(2)伏安關(guān)系伏安關(guān)系: u = (Is - i) Rs = Is Rs - i Rs 即：即： Is =Us /Rs Rs = R

29、s(1)1知實(shí)踐電壓源模型，務(wù)虛際電流源模型知實(shí)踐電壓源模型，務(wù)虛際電流源模型 3、實(shí)踐電源模型的等效變換、實(shí)踐電源模型的等效變換留意：留意：1等效參數(shù)的計(jì)算；等效參數(shù)的計(jì)算；2等效電流源方向與電壓源極性的關(guān)系。等效電流源方向與電壓源極性的關(guān)系。等效條件：堅(jiān)持端口伏安關(guān)系一樣。等效條件：堅(jiān)持端口伏安關(guān)系一樣。 等效變換關(guān)系：等效變換關(guān)系： Is =U s /Rs Rs= Rs (2)IsRsUsRs 圖圖(1)伏安關(guān)系伏安關(guān)系: i= Is - u/Rs 圖圖(2)伏安關(guān)系伏安關(guān)系: i = (Us - u) /Rs = Us /Rs - u/Rs 即：即： Us =Is Rs Rs = Rs

30、(1)2知實(shí)踐電流源模型，務(wù)虛際電壓源模型知實(shí)踐電流源模型，務(wù)虛際電壓源模型 留意：留意：1等效參數(shù)的計(jì)算；等效參數(shù)的計(jì)算；2等效電壓源極性與電流源方向的關(guān)系。等效電壓源極性與電流源方向的關(guān)系。1、2、5 10V4A8 5 2A8 32V練習(xí)：利用等效變換概念變換以下電路。練習(xí)：利用等效變換概念變換以下電路。留意：與獨(dú)立電壓源并聯(lián)留意：與獨(dú)立電壓源并聯(lián)的二端元件或網(wǎng)絡(luò)在的二端元件或網(wǎng)絡(luò)在等效時(shí)可作開(kāi)路處置等效時(shí)可作開(kāi)路處置 留意：與獨(dú)立電流源串聯(lián)留意：與獨(dú)立電流源串聯(lián)的二端元件或網(wǎng)絡(luò)在的二端元件或網(wǎng)絡(luò)在等效時(shí)可作短路處置等效時(shí)可作短路處置 3、4、三、獨(dú)立電源改為受控源三、獨(dú)立電源改為受控源受

31、控電壓源與電阻串聯(lián)可等效為受控電流源受控電壓源與電阻串聯(lián)可等效為受控電流源與電阻并聯(lián)與電阻并聯(lián) ；反之亦然。；反之亦然。 等效變換關(guān)系：等效變換關(guān)系： Is =U s /R R = R 等效變換關(guān)系：等效變換關(guān)系： Us = Is R R= R 解解:單口網(wǎng)絡(luò)等效變換可化簡(jiǎn)為右圖單口網(wǎng)絡(luò)等效變換可化簡(jiǎn)為右圖,iiiu6 . 3464 .6iuR最簡(jiǎn)方式電路為最簡(jiǎn)方式電路為:例例1：將圖示單口網(wǎng)絡(luò)化為最簡(jiǎn)方式。：將圖示單口網(wǎng)絡(luò)化為最簡(jiǎn)方式。例例2：求電壓：求電壓u、電流、電流i。解解: 由等效電路由等效電路, 在閉合面在閉合面,有有kukukuim98 . 1189 . 02kui8 . 1Vu

32、9Ai5 . 0留意：假設(shè)與某個(gè)元件相關(guān)聯(lián)的電壓或電流是受控源的控制變量，留意：假設(shè)與某個(gè)元件相關(guān)聯(lián)的電壓或電流是受控源的控制變量，或是電路的待求呼應(yīng)，那么這個(gè)元件就不應(yīng)包含在電源等效變換中?；蚴请娐返拇蠛魬?yīng)，那么這個(gè)元件就不應(yīng)包含在電源等效變換中。 Us解解:由等效電路由等效電路,有有461610iA6 . 0iu610V6 .13iuUs10V6 .19由原電路由原電路,有有例例3：圖示電路，求電壓：圖示電路，求電壓Us。留意：對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效。留意：對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效。UsR1R2IsR1IoRoRoUo將圖示有源單口網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為最將圖示有源單口網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)方式。簡(jiǎn)方式。1RUs

33、21210RRRRRssIRUI10112012(/)ssooURIR RUI RRR(Uo : 開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓Uoc )(Io : 短路電流短路電流Isc )(Ro :除源輸入電阻除源輸入電阻) Isc+Uoc-一、引例一、引例二戴維南定理二戴維南定理RoUo 線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路作用可等效為一線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路作用可等效為一個(gè)理想電壓源和電阻的串聯(lián)組合。個(gè)理想電壓源和電阻的串聯(lián)組合。二、定理二、定理其中：其中： 電壓源電壓電壓源電壓Uo為該單口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓為該單口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uoc ； 電阻電阻Ro為該單口網(wǎng)絡(luò)的除源輸入電阻為該單口網(wǎng)絡(luò)的除源輸入電阻Ro。 闡明：闡明：1

34、該定理稱為等效電壓源定理，也稱為戴維南或該定理稱為等效電壓源定理，也稱為戴維南或戴維寧定理戴維寧定理Thevenins Theorem； 2由定理得到的等效電路稱為戴維南等效電路，由定理得到的等效電路稱為戴維南等效電路， Uoc 和和Ro稱為戴維南等效參數(shù)。稱為戴維南等效參數(shù)。電流源電流電流源電流I0為該單口網(wǎng)絡(luò)的短路電流為該單口網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc ；RoI0 線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路作用可等效為線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路作用可等效為一個(gè)理想電流源和電阻的并聯(lián)組合。一個(gè)理想電流源和電阻的并聯(lián)組合。闡明：闡明： 1 該定理稱為等效電流源定理，也稱為該定理稱為等效電流源定理，也稱為諾頓定理諾頓定理

35、Nortons Theorem； 2由定理得到的等效電路稱為諾頓等效由定理得到的等效電路稱為諾頓等效電路，電路，Isc和和Ro稱為諾頓等效參數(shù)。稱為諾頓等效參數(shù)。其中：其中：電阻電阻Ro為該單口網(wǎng)絡(luò)的除源輸入電阻為該單口網(wǎng)絡(luò)的除源輸入電阻Ro。三諾頓定理三諾頓定理例例1：求圖示電路的戴維南等效參數(shù)及戴維南等效電路。：求圖示電路的戴維南等效參數(shù)及戴維南等效電路。Ro-1V1 +Uoc- Uoc=-1V Ro= 1 三、運(yùn)用三、運(yùn)用1、線性含源單口網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)、線性含源單口網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)U=2000I+10U=2000I+10并且并且Is=2mAIs=2mA，求網(wǎng)絡(luò)，求網(wǎng)絡(luò)N N的戴維南等效電路。的戴維

36、南等效電路。線線性性含含源源網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)NIs解：解： 設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)網(wǎng)絡(luò)N 的戴維南等效電路參的戴維南等效電路參數(shù)為數(shù)為Uoc和和Ro，那么有，那么有osocRIIUU)( )(ocosoURIIR因因 U=2000I+10 U=2000I+102000oRVUoc6故故 RoI=2000I RoI=2000I10soocI RU例例2：知圖示網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系為：知圖示網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系為：課程小結(jié)：課程小結(jié)：深化了解戴維南定理的實(shí)際根據(jù)。深化了解戴維南定理的實(shí)際根據(jù)。熟練掌握實(shí)踐電源模型間的等效變換。熟練掌握實(shí)踐電源模型間的等效變換。熟練掌握戴維南定理在電路分析中的運(yùn)用方法和分析過(guò)程，熟練掌握戴維南定理在

37、電路分析中的運(yùn)用方法和分析過(guò)程，正確求解戴維南等效參數(shù)。正確求解戴維南等效參數(shù)。 可以正確繪制運(yùn)用戴維南定理分析電路過(guò)程中的各種變換可以正確繪制運(yùn)用戴維南定理分析電路過(guò)程中的各種變換電路。電路。課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： P84頁(yè)頁(yè) T3-5課后習(xí)題：課后習(xí)題： P99頁(yè)頁(yè) P3-11、P3-15、 P3-193.4 含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路 + Uoc -Ro解：解： Ro =12 Ai6 . 281252V5221228Uoc 4畫出戴維南等效電路，畫出戴維南等效電路，并接入待求支路求呼應(yīng)。并接入待求支路求呼應(yīng)。1移去待求支路得單口網(wǎng)絡(luò)移去待求支路得單口網(wǎng)絡(luò)3求除源電阻求除源

38、電阻Ro ：2求開(kāi)路電壓求開(kāi)路電壓Uoc ：2 2、求某一條支路的呼應(yīng)、求某一條支路的呼應(yīng)例例3 3：用戴維南定理求圖示電路中的電流：用戴維南定理求圖示電路中的電流i i。+ Uoc -Ro解：解：Ro =7 VUoc404畫出戴維南等效電路，并接入待求支路求呼應(yīng)。畫出戴維南等效電路，并接入待求支路求呼應(yīng)。1移去待求支路得單口網(wǎng)絡(luò)移去待求支路得單口網(wǎng)絡(luò)3求除源電阻求除源電阻Ro ：AI31057402求開(kāi)路電壓求開(kāi)路電壓Uoc ：例例4：圖示電路，用戴維南定理求電流：圖示電路，用戴維南定理求電流I。0)10(426mIkI kI kI2+Uoc-+u-iVI kUoc306移去待求支路，有移去

39、待求支路，有除源外加電壓除源外加電壓,有有mAI32解：解：mAI5uI kki 63uIikI kki )(423kiuRo6k6V30I2由等效電路得由等效電路得例例5：圖示電路，用戴維南定理求電流：圖示電路，用戴維南定理求電流I2。3、含受控源電路分析、含受控源電路分析V15)k6k4(m5 . 010Uoc ii+u-+Uoc-15V(10-6)k 解：解：求開(kāi)路電壓求開(kāi)路電壓Uoc:Uoc:由于開(kāi)路由于開(kāi)路,I=0, ,I=0, 故有故有外加電壓求輸入電阻外加電壓求輸入電阻Ro:Ro:由除源等效電路由除源等效電路, ,有有ik4)ii(k6u k)610(iuRo 所求電路戴維南等效

40、電路如右圖。所求電路戴維南等效電路如右圖。例例6：求出圖示電路的戴維南等效電路。：求出圖示電路的戴維南等效電路。 I2外施電源法外施電源法3伏安法伏安法不除源：開(kāi)路短路法不除源：開(kāi)路短路法 Uoc 、 Isc ：參見(jiàn)書：參見(jiàn)書P81頁(yè)例頁(yè)例3-4-5+U -I線線 性性 含含 源源網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) A任任 意意 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) BRoIoIsc+Uoc-Uo3、含受控源有源單口網(wǎng)絡(luò)不一定同時(shí)存在兩種等效電源、含受控源有源單口網(wǎng)絡(luò)不一定同時(shí)存在兩種等效電源4、含源單口網(wǎng)絡(luò)與外電路應(yīng)無(wú)耦合、含源單口網(wǎng)絡(luò)與外電路應(yīng)無(wú)耦合 5、含源單口網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為線性網(wǎng)絡(luò)、含源單口網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為線性網(wǎng)絡(luò)6、等效參數(shù)計(jì)算、等效參數(shù)計(jì)算留意

41、：留意：1、等效電源的方向；、等效電源的方向；2、輸入電阻、輸入電阻Ro求法：求法：除源除源1等效變換法等效變換法定理定理: 一個(gè)實(shí)踐電源模型向負(fù)載一個(gè)實(shí)踐電源模型向負(fù)載RLRL傳輸傳輸能量，當(dāng)且僅當(dāng)能量，當(dāng)且僅當(dāng)RL= RoRL= Ro時(shí)，才可獲最時(shí)，才可獲最大功率大功率PmPm。并且：。并且：oomRUP42oomRIP241或或引例：引例：LLooRRRRUPL2)(0LRdRdPLoLRR UoRoRLIoIoRLRLR Ro o四最大功率傳輸定理四最大功率傳輸定理AI31633Uoc 解：解：=6 VUoc3畫等效電路，有畫等效電路，有移去移去R有：有：除去獨(dú)立電源除去獨(dú)立電源,有有

42、IIUoc36 )(66IiIuiuRo%100sLPP6V3R=Ro =6 Pm =3/8WsI6/13/16/16/66/33IV5 . 0Ai125%30%100sLPP例例1 1：1 1求電阻求電阻R R為多少時(shí)可獲最大功率？為多少時(shí)可獲最大功率？ 2 2求此最大功率為多少？并求電源的效率？求此最大功率為多少？并求電源的效率？例例2：知音頻放大器的電源電壓為：知音頻放大器的電源電壓為12V，等效內(nèi)阻，等效內(nèi)阻8。 試分析：假設(shè)提供兩個(gè)試分析：假設(shè)提供兩個(gè)4或兩個(gè)或兩個(gè)16的揚(yáng)聲器時(shí)，該如何銜接的揚(yáng)聲器時(shí)，該如何銜接才干到達(dá)最正確收聽(tīng)效果？才干到達(dá)最正確收聽(tīng)效果？解：解： 實(shí)踐運(yùn)用中，總是盡量使揚(yáng)聲器負(fù)載的等效阻抗與音頻放大器的實(shí)踐運(yùn)用中，總是盡量使揚(yáng)聲器負(fù)載的等效阻抗與音頻放大器的等效阻抗相匹配，到達(dá)最大功率傳輸，即等效阻抗相匹配，到達(dá)最大功率傳輸，即: 時(shí)，揚(yáng)時(shí)，揚(yáng)聲器具有最正確收聽(tīng)效果。聲器具有最正確收聽(tīng)效果。8RRSL要使兩個(gè)要使兩個(gè)4的揚(yáng)聲器到達(dá)最正確效果，只需經(jīng)過(guò)串聯(lián)銜接，如下圖：的揚(yáng)聲器到達(dá)最正確效果，只需經(jīng)過(guò)串聯(lián)銜接，如下圖： 8R44RRSL2L1總負(fù)載功率：總負(fù)載功率：5W4841