電路的分析方法ppt課件

1、第二章電路的分析方法第二章第二章 電路的分析方法電路的分析方法簡(jiǎn)單電路簡(jiǎn)單電路由單回路或用串并聯(lián)可化簡(jiǎn)成單回由單回路或用串并聯(lián)可化簡(jiǎn)成單回 路的電路。路的電路。復(fù)雜電路復(fù)雜電路無(wú)法用串并聯(lián)化簡(jiǎn)成單回路的電路。無(wú)法用串并聯(lián)化簡(jiǎn)成單回路的電路。電路的常用分析方法有：電路的常用分析方法有： 等效變換、支路電路法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊等效變換、支路電路法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理、戴維寧定理等。加原理、戴維寧定理等。例：對(duì)于復(fù)雜電路如以下圖僅經(jīng)過(guò)串、并聯(lián)無(wú)法例：對(duì)于復(fù)雜電路如以下圖僅經(jīng)過(guò)串、并聯(lián)無(wú)法求解，必需經(jīng)過(guò)一定的解題方法，才干算出結(jié)果。求解，必需經(jīng)過(guò)一定的解題方法，才干算出結(jié)果。 E4E3-+R3R6R4

2、R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_如：如：本章主要引見(jiàn)本章主要引見(jiàn)復(fù)雜電路的分復(fù)雜電路的分析方法。析方法。2-1電阻串并聯(lián)的等效變換電阻串并聯(lián)的等效變換一、電阻的串聯(lián)一、電阻的串聯(lián)ababR1R2RnRR = R1 + R2 + + Rn =n1iiR分壓作用：分壓作用：URRIRU111二、電阻的并聯(lián)二、電阻的并聯(lián)R1R2RnI1I2InRniinRRRRR12111.111也可寫成：也可寫成：n1iin21GG.GGGG = 1/R 稱電導(dǎo)，單位為西門子稱電導(dǎo)，單位為西門子今后電阻并聯(lián)用今后電阻并聯(lián)用“/表示表示例：例：1 / R22-3 2-3 電壓源與電流源及其等效變換電壓源與電

3、流源及其等效變換電路元件主要分為兩類：電路元件主要分為兩類：無(wú)源元件無(wú)源元件電阻、電容、電感。電阻、電容、電感。有源元件有源元件獨(dú)立源、受控源獨(dú)立源、受控源 。 獨(dú)立源主要有：電壓源和電流源。獨(dú)立源主要有：電壓源和電流源。定義：可以獨(dú)立產(chǎn)生電壓的電路元件。定義：可以獨(dú)立產(chǎn)生電壓的電路元件。電壓源分為：理想電壓源和實(shí)踐電壓源。電壓源分為：理想電壓源和實(shí)踐電壓源。一、電壓源一、電壓源1.1.理想電壓源理想電壓源 恒壓源恒壓源: RO= 0 : RO= 0 時(shí)的電壓源時(shí)的電壓源. .特點(diǎn)：特點(diǎn)：3電源中的電流由外電路決議。電源中的電流由外電路決議。IE+_abUab伏安特性伏安特性IUabE2電源內(nèi)

4、阻為電源內(nèi)阻為 “RO= 0。1理想電壓源的端電壓恒定。理想電壓源的端電壓恒定。4理想電壓源不能短路，不能并聯(lián)運(yùn)用。理想電壓源不能短路，不能并聯(lián)運(yùn)用。伏安特性伏安特性電壓源模型電壓源模型oIREURo越大越大斜率越大斜率越大2. 實(shí)踐電壓源實(shí)踐電壓源UIRO+-EIUEIRO恒壓源中的電流由外電路決議恒壓源中的電流由外電路決議設(shè)設(shè): E=10VIE+_abUab2R1當(dāng)當(dāng)R1 R2 同時(shí)接入時(shí)：同時(shí)接入時(shí)： I=10AR22例例 當(dāng)當(dāng)R1接入時(shí)接入時(shí) ： I=5A那么：那么：REI 恒壓源特性中不變的是：恒壓源特性中不變的是：_E恒壓源特性中變化的是：恒壓源特性中變化的是：_I_ 會(huì)引起會(huì)引起

5、 I 的變化。的變化。外電路的改動(dòng)外電路的改動(dòng)I 的變化能夠是的變化能夠是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是_ 的變化。的變化。大小大小方向方向+_I恒壓源特性小結(jié)恒壓源特性小結(jié)EUababR1.1.理想電流源理想電流源 恒流源恒流源): RO=): RO= 時(shí)的電流源時(shí)的電流源. . 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1輸出電流恒定輸出電流恒定。abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性3輸出電壓由外電路決議。輸出電壓由外電路決議。2理想電流源內(nèi)阻為無(wú)窮大理想電流源內(nèi)阻為無(wú)窮大 RO= 。4理想電流源不能開(kāi)路，不能串聯(lián)運(yùn)用。理想電流源不能開(kāi)路，不能串聯(lián)運(yùn)用。二、電流源二、電流源2. 2. 實(shí)踐電流源實(shí)踐電流源

6、ISROabUabIoabSRUIIIsUabI外特性外特性 電流源模型電流源模型RORO越大越大特性越陡特性越陡恒流源兩端電壓由外電路決議恒流源兩端電壓由外電路決議IUIsR設(shè)設(shè): IS=1 A R=10 時(shí)，時(shí)， U =10 V R=1 時(shí)，時(shí)， U =1 V那么那么:例例恒流源特性小結(jié)恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：恒流源特性中不變的是：_Is恒流源特性中變化的是：恒流源特性中變化的是：_Uab_ 會(huì)引起會(huì)引起 Uab 的變化。的變化。外電路的改動(dòng)外電路的改動(dòng)Uab的變化能夠是的變化能夠是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是 _的變化。的變化。大小大小方向方向RIUsab 理想恒流源

7、兩端理想恒流源兩端可否被短路？可否被短路？abIUabIsR恒流源舉例恒流源舉例IcIbUcebcII 當(dāng)當(dāng) I b 確定后，確定后，I c 就根本確定了。在就根本確定了。在 IC 根本恒定根本恒定的范圍內(nèi)的范圍內(nèi) ，I c 可視為恒流源可視為恒流源 (電路元件的籠統(tǒng)電路元件的籠統(tǒng)) 。晶體三極管晶體三極管cebIb+-E+-UceIc電壓源中的電流電壓源中的電流如何決議？電流如何決議？電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少？于多少？例例IE R_+abUab=?Is原那么：原那么：IsIs不能變，不能變，E E 不能不能變。變。EIRUab電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的

8、電壓恒流源兩端的電壓恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量E+_abIUabUab = E 常數(shù)常數(shù)Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) Uab 無(wú)影響。無(wú)影響。IabUabIsI = Is 常數(shù)常數(shù)I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) I 無(wú)影響。無(wú)影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決議由外電路決議端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決議均由外電路決議1、理想電源串聯(lián)、并聯(lián)

9、的化簡(jiǎn)、理想電源串聯(lián)、并聯(lián)的化簡(jiǎn)電壓源串聯(lián)：電壓源串聯(lián)：n21E.EEE電流源并聯(lián)：電流源并聯(lián)：n21I.III電壓源不能并聯(lián)電壓源不能并聯(lián)電流源不能串聯(lián)電流源不能串聯(lián)三、電壓源與電流源的等效變換三、電壓源與電流源的等效變換等效互換的條件：對(duì)外的電壓電流相等外特性相等。等效互換的條件：對(duì)外的電壓電流相等外特性相等。IRO+-EbaUabUabISabI RO2、實(shí)踐電壓源與實(shí)踐電流源的等效變換、實(shí)踐電壓源與實(shí)踐電流源的等效變換UIoUIoE0REIS=電壓源外特性電壓源外特性電流源外特性電流源外特性0SREI等效互換公式等效互換公式oabRIEUIRO+-EbaUabRIRIRIIUoosos

10、abISabUabIRO那么那么oRIERIRIoosRIEosRRooI = I Uab = Uab假假設(shè)設(shè)ooosRRREIRRRIEooosaE+-bIUabRO電壓源電壓源電流源電流源UabROIsabI 等效變換的本卷須知等效變換的本卷須知“等效是指等效是指“對(duì)外等效等效互換前后對(duì)外伏對(duì)外等效等效互換前后對(duì)外伏-安安特性一致，特性一致，對(duì)內(nèi)不等效。對(duì)內(nèi)不等效。(1)時(shí)時(shí)例如例如:IsaRObUabI RLaE+-bIUabRORLRO中不耗費(fèi)能量中不耗費(fèi)能量RO中那么耗費(fèi)能量中那么耗費(fèi)能量0IIEUUabab對(duì)內(nèi)不等效對(duì)內(nèi)不等效對(duì)外等效對(duì)外等效RL=留意轉(zhuǎn)換前后留意轉(zhuǎn)換前后 E E

11、與與 Is Is 的方向一樣的方向一樣(2)aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObI(3)恒壓源和恒流源不能等效互換恒壓源和恒流源不能等效互換abIUabIsaE+-bI0EREIoS等效互換關(guān)系不存在等效互換關(guān)系不存在4理想電源之間的等效電路理想電源之間的等效電路aE+-bIsaE+-baE+-bRO與理想電壓源并聯(lián)的元件可去掉與理想電壓源并聯(lián)的元件可去掉aE+-bIsabIsabRIs與理想電流源串聯(lián)的元件可去掉與理想電流源串聯(lián)的元件可去掉111REI 333REI R1R3IsR2R5R4I3I1I應(yīng)應(yīng)用用舉舉例例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?(接上

12、頁(yè)接上頁(yè))IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I454RRREEIdd+RdEd+R4E4R5I-(接上頁(yè)接上頁(yè))ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3 4432132131/RIERRRRRRRIIESdd10V+-2A2I討論題討論題?IA32410A72210A5210III哪哪個(gè)個(gè)答答案案對(duì)對(duì)?+-10V+-4V2 以各支路電流為未知量，運(yùn)用以各支路電流為未知量，運(yùn)用KCL和和KVL列出列出獨(dú)立電流、電壓方程聯(lián)立求解各支路電流。獨(dú)立電流、電壓方程聯(lián)立求解各支路電流。解題思緒：根據(jù)基氏定律，列節(jié)點(diǎn)電流解題思緒：根據(jù)基氏定律，列節(jié)點(diǎn)電流 和回路電壓方程

13、，然后聯(lián)立求解。和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。2-4 支路電流法支路電流法 (復(fù)雜電路求解方法復(fù)雜電路求解方法)解題步驟：解題步驟：1. 對(duì)每一支路假設(shè)一未對(duì)每一支路假設(shè)一未 知電流知電流I1-I64. 解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有0I2. 列電流方程列電流方程(N-1個(gè)個(gè))對(duì)每個(gè)回路有對(duì)每個(gè)回路有UE3. 列電壓方程列電壓方程 (B-(N-1) 個(gè)個(gè))節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_例例1節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：143III列電流方程列電流方程 (N-1個(gè)個(gè))節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)c：352III節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：261III節(jié)點(diǎn)節(jié)

14、點(diǎn)d：564IIIbacd取其中三個(gè)方程取其中三個(gè)方程節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_列電壓方程列電壓方程 (選取網(wǎng)孔選取網(wǎng)孔)電壓、電流方程聯(lián)立求得：電壓、電流方程聯(lián)立求得：61IIbacd55443343 :RIRIRIEEadca6655220 :RIRIRIbcdb6611444 :RIRIRIEabdaE4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_支路電流法小結(jié)支路電流法小結(jié)解題步驟解題步驟結(jié)論結(jié)論12對(duì)每一支路假設(shè)對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流一未知電流1. 假設(shè)未知數(shù)時(shí)，正方向可恣意選擇。假設(shè)未知

15、數(shù)時(shí)，正方向可恣意選擇。對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有0I1. 未知數(shù)未知數(shù)=B，4解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對(duì)每個(gè)回路有對(duì)每個(gè)回路有UE#1#2#3根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決議電流的實(shí)踐方向。根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決議電流的實(shí)踐方向。3列電流方程：列電流方程：列電壓方程：列電壓方程：2. 原那么上，有原那么上，有B個(gè)支路就設(shè)個(gè)支路就設(shè)B個(gè)未知數(shù)。個(gè)未知數(shù)。 恒流源支路除外恒流源支路除外例外？例外？假設(shè)電路有假設(shè)電路有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么可以列出那么可以列出 ？ 個(gè)獨(dú)立方程。個(gè)獨(dú)立方程。(N-1)I1 I2I32. 獨(dú)立回路的選擇：獨(dú)立回路的選擇：已有已有(N-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)方程，個(gè)節(jié)點(diǎn)方程， 需補(bǔ)足需補(bǔ)足 B -N

16、 -1個(gè)方程。個(gè)方程。 普通按網(wǎng)孔選擇普通按網(wǎng)孔選擇支路電流法的優(yōu)缺陷支路電流法的優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)：支路電流法是電路分析中最根本的優(yōu)點(diǎn)：支路電流法是電路分析中最根本的 方法之一。只需根據(jù)克氏定律、歐方法之一。只需根據(jù)克氏定律、歐 姆定律列方程，就能得出結(jié)果。姆定律列方程，就能得出結(jié)果。缺陷：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)缺陷：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè) 數(shù)較多，求解不方便。數(shù)較多，求解不方便。支路數(shù)支路數(shù) B=4須列須列4個(gè)方程式個(gè)方程式ab例例abIsE+-R1R3R2I3I2US解：解： 支路數(shù)支路數(shù) B=3 節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù) N=2電源電源IS和和E知，知，求求I2 和和I3。IS + I2

17、- I3 = 0IS + I2 - I3 = 0由于由于Is知，因此只需再列一個(gè)電壓回路方程知，因此只需再列一個(gè)電壓回路方程I3R3 + I2R2 E2 = 0I3R3 + I2R2 E2 = 0聯(lián)立求解，最后得聯(lián)立求解，最后得:I2I2、I3I3 問(wèn)題的提出：在用克氏電流定律或電壓定律列問(wèn)題的提出：在用克氏電流定律或電壓定律列方程時(shí)，終究可以列出多少個(gè)獨(dú)立的方程？方程時(shí)，終究可以列出多少個(gè)獨(dú)立的方程？例例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下電路中應(yīng)列幾個(gè)電流方程？幾個(gè)分析以下電路中應(yīng)列幾個(gè)電流方程？幾個(gè)電壓方程？電壓方程？關(guān)于獨(dú)立方程式的討論關(guān)于獨(dú)立方程式的討論克

18、氏電流方程：克氏電流方程：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：321III213III獨(dú)立方程只需獨(dú)立方程只需 1 個(gè)個(gè)克氏電壓方程：克氏電壓方程：#1#2#32211213322233111RIRIEERIRIERIRIE獨(dú)立方程只需獨(dú)立方程只需 2 個(gè)個(gè)aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1設(shè)：電路中有設(shè)：電路中有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路個(gè)支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小小 結(jié)結(jié)那么：獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程有那么：獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程有 (N -1) 個(gè)個(gè) 獨(dú)立的回路電壓方程有獨(dú)立的回路電壓方程有 (B -N+1)個(gè)個(gè)普通為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)普通為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)獨(dú)立電流方程：個(gè)獨(dú)立電

19、流方程：個(gè)獨(dú)立電壓方程：個(gè)獨(dú)立電壓方程：個(gè)討論題討論題A11433I求：求：I1、I2 、I3 能否很快說(shuō)出結(jié)果能否很快說(shuō)出結(jié)果？1+-3V4V11+-5VI1I2I3A615432IA7321III結(jié)點(diǎn)電位的概念：結(jié)點(diǎn)電位的概念：Va = 5V a 點(diǎn)電位：點(diǎn)電位：ab15Aab15AVb = -5V b 點(diǎn)電位：點(diǎn)電位：在電路中任選一結(jié)點(diǎn)，設(shè)其電位為零用在電路中任選一結(jié)點(diǎn)，設(shè)其電位為零用 標(biāo)志，標(biāo)志，此點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。其它各結(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，便是此點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。其它各結(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，便是該結(jié)點(diǎn)的電位。記為：該結(jié)點(diǎn)的電位。記為：“VX留意：電位為單下標(biāo)。留意：電位為單下標(biāo)。2-5 結(jié)點(diǎn)電

20、壓法結(jié)點(diǎn)電壓法 電位值是相對(duì)的電位值是相對(duì)的,參考點(diǎn)選得不同，電路參考點(diǎn)選得不同，電路中其它各點(diǎn)的電位也將隨之改動(dòng)；中其它各點(diǎn)的電位也將隨之改動(dòng)； 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而改動(dòng)。因參考點(diǎn)的不同而改動(dòng)。留意：電位和電壓的區(qū)別留意：電位和電壓的區(qū)別R1R2+15V-15V 參考電位在哪里？參考電位在哪里？R1R215V+-15V+- 結(jié)點(diǎn)電位法適用于支路數(shù)多，結(jié)點(diǎn)少的電路。如：結(jié)點(diǎn)電位法適用于支路數(shù)多，結(jié)點(diǎn)少的電路。如： 共共a、b兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，b設(shè)為設(shè)為參考點(diǎn)后，僅剩一個(gè)未參考點(diǎn)后，僅剩一個(gè)未知數(shù)知數(shù)a點(diǎn)電位點(diǎn)電位Va。abVa結(jié)

21、點(diǎn)電位法：以結(jié)點(diǎn)電位結(jié)點(diǎn)電位法：以結(jié)點(diǎn)電位“VX為未知量為未知量結(jié)點(diǎn)電位法解題思緒結(jié)點(diǎn)電位法解題思緒 假設(shè)一個(gè)參考點(diǎn)，令其電位為零，假設(shè)一個(gè)參考點(diǎn)，令其電位為零， 求其它各結(jié)點(diǎn)電位，求其它各結(jié)點(diǎn)電位，求各支路的電流或電壓。求各支路的電流或電壓。 結(jié)點(diǎn)電位方程的推導(dǎo)過(guò)程：結(jié)點(diǎn)電位方程的推導(dǎo)過(guò)程：以以下圖為例以以下圖為例I1ABR1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I3I4I5C那么：各支路電流分別為那么：各支路電流分別為 ：5554433222111REVIRVIRVVIREVIRVEIBBBAAA、V0CV設(shè)：設(shè)：543321IIIIII結(jié)點(diǎn)電流方程：結(jié)點(diǎn)電流方程：A點(diǎn)：點(diǎn)：B點(diǎn)：點(diǎn)：

22、 將各支路電流代入將各支路電流代入A、B 兩結(jié)點(diǎn)電流方程，兩結(jié)點(diǎn)電流方程，然后整理得：然后整理得：221133211111RERERVRRRVBA5535431111RERVRRRVAB其中未知數(shù)僅有：其中未知數(shù)僅有：VA、VB 兩個(gè)。兩個(gè)。結(jié)點(diǎn)電位法列方程的規(guī)律結(jié)點(diǎn)電位法列方程的規(guī)律以以A結(jié)點(diǎn)為例：結(jié)點(diǎn)為例：221133211111RERERVRRRVBA方程左邊：未知結(jié)點(diǎn)的電位方程左邊：未知結(jié)點(diǎn)的電位乘上聚集在該結(jié)點(diǎn)上一切支乘上聚集在該結(jié)點(diǎn)上一切支路電導(dǎo)的總和稱自電導(dǎo)路電導(dǎo)的總和稱自電導(dǎo)減去相鄰結(jié)點(diǎn)的電位乘以與減去相鄰結(jié)點(diǎn)的電位乘以與未知結(jié)點(diǎn)共有支路上的電導(dǎo)未知結(jié)點(diǎn)共有支路上的電導(dǎo)稱互電導(dǎo)

23、。稱互電導(dǎo)。R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I3I4I5CAB方程右邊：方程右邊：A結(jié)點(diǎn)的電結(jié)點(diǎn)的電激電源流之和流激電源流之和流入為正，流出為負(fù)。入為正，流出為負(fù)。5535431111RERVRRRVAB按以上規(guī)律列寫按以上規(guī)律列寫B(tài)結(jié)點(diǎn)方程：結(jié)點(diǎn)方程：R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I3I4I5CAB運(yùn)用舉例運(yùn)用舉例1 1I1E1E3R1R4R3R2I4I3I2AB 電路中只含兩個(gè)電路中只含兩個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，僅剩一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，僅剩一個(gè)未知數(shù)。未知數(shù)。VB = 0 V設(shè)設(shè) :432133111111RRRRREREVA那么：那么：I1I4求求設(shè)：設(shè)：0BV電路中含恒流源的情

24、況：電路中含恒流源的情況：與恒流源串聯(lián)的電阻不在與恒流源串聯(lián)的電阻不在自電導(dǎo)中出現(xiàn)。自電導(dǎo)中出現(xiàn)。那么：那么：BR1I2I1E1IsR2ARSSSARRRIREV1112111?運(yùn)用舉例運(yùn)用舉例2 2211111RRIREVSA正確：正確：R1I2I1E1IsR2ABRSSAIRERRV1121)11(結(jié)點(diǎn)電位法求解步驟：結(jié)點(diǎn)電位法求解步驟：1指定參考結(jié)點(diǎn)。指定參考結(jié)點(diǎn)。2列出結(jié)點(diǎn)電位方程自導(dǎo)為正，互導(dǎo)為負(fù)。列出結(jié)點(diǎn)電位方程自導(dǎo)為正，互導(dǎo)為負(fù)。3電流源流入節(jié)點(diǎn)為正，流出為負(fù)。電流源流入節(jié)點(diǎn)為正，流出為負(fù)。4根據(jù)歐姆定律，求出個(gè)支路電流。根據(jù)歐姆定律，求出個(gè)支路電流。 在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電

25、路在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電路(電路參數(shù)不電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改動(dòng)隨電壓、電流的變化而改動(dòng))中，任何支路的電中，任何支路的電流或恣意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用流或恣意兩點(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。時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電路原電路I2R1I1R2ABE2I3R3+_E2單獨(dú)作用單獨(dú)作用概念概念:+_AE1BI2R1I1R2I3R3E1單獨(dú)作用單獨(dú)作用2-6 疊加原理疊加原理證明：證明：BR1E1R2AE2I3R3+_+_以以I3為例為例I2I1AI2I1IIIIII I II333222111 +BI2R1I

26、1E1R2AE2I3R3+_+_E1+B_R1R2I3R3R1R2ABE2I3R3+_22112211321 111EKEKVRERERRRVAA令：令：I3I32211333 EKEKIRVIA22112211321111EKEKVRERERRRVAA令：令：ABR1E1R2E2I3R3+_+_132111111RRRRK232121111RRRRK其中其中:例例+-10I4A20V1010用疊加原理求：用疊加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10I4A1010+-10I 20V1010解：解：將電路分將電路分解后求解解后求解運(yùn)用疊加定理要留意的問(wèn)題運(yùn)用疊加定理要

27、留意的問(wèn)題1. 疊加定理只適用于線性電路電路參數(shù)不隨電壓、疊加定理只適用于線性電路電路參數(shù)不隨電壓、 電流的變化而改動(dòng)。電流的變化而改動(dòng)。 分解電路時(shí)只需保管一個(gè)電源，其他電源分解電路時(shí)只需保管一個(gè)電源，其他電源“除源：除源：即將恒壓源短路，即令即將恒壓源短路，即令E=0；恒流源開(kāi)路，即令；恒流源開(kāi)路，即令 Is=0。電路的其他構(gòu)造和參數(shù)不變，電路的其他構(gòu)造和參數(shù)不變，3. 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電 路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電 流的代數(shù)和。流的代數(shù)和。=+4. 疊加原理只能用于

28、電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái) 求功率。如：求功率。如：5. 運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分 電路的電源個(gè)數(shù)能夠不止一個(gè)。電路的電源個(gè)數(shù)能夠不止一個(gè)。 333 I II 設(shè)：設(shè)：32332332333233)()()(RIR IRI IRIP那么：那么：I3R3=+名詞解釋：名詞解釋：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：有源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)：假設(shè)一個(gè)電路只經(jīng)過(guò)兩個(gè)輸出端與外電路二端網(wǎng)絡(luò)：假設(shè)一個(gè)電路只經(jīng)過(guò)兩個(gè)輸出端與外電

29、路 相聯(lián)，那么該電路稱為相聯(lián)，那么該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)。二端網(wǎng)絡(luò)。 Two-terminals = One portABAB2-7 2-7 戴維寧定理與諾頓定理戴維寧定理與諾頓定理等效電源定理等效電源定理等效電源定理的概念等效電源定理的概念 有源二端網(wǎng)絡(luò)用電源模型替代，便為等效有源二端網(wǎng)絡(luò)用電源模型替代，便為等效 電源定理。電源定理。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型替代有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型替代 - 戴維寧定理戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型替代有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型替代 - 諾頓定理諾頓定理有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)R留意：留意：“等效是指對(duì)端口外等效等效是指對(duì)端口外等效概念：概念：有源二端網(wǎng)絡(luò)

30、用電壓源模型等效。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。 ( (一一) ) 戴維寧定理戴維寧定理RO+_RE等效電壓源的內(nèi)阻等效電壓源的內(nèi)阻R0等于等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后相應(yīng)的無(wú)源有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后相應(yīng)的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。除源：二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。除源：電壓源短路，電流源斷路電壓源短路，電流源斷路等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)E等于有源二端等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U0；ABRR 0 有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)R0UE有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)0UAB相應(yīng)的相應(yīng)的無(wú)源無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)ABABER0+_RAB例例1：知：知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20

31、 E=10V求：當(dāng)求：當(dāng) R5=10 時(shí)，時(shí)，I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效電路等效電路有源二端有源二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)第一步：求開(kāi)端電壓第一步：求開(kāi)端電壓U0V2RRRERRREUUU434212DBAD0第二步：求輸入電阻第二步：求輸入電阻 R0U0R1R3+_R2R4EABCDCR0R1R3R2R4ABD43210/RR/RRR=2030 +3020=24+_ER0R5I5等效電路等效電路24R0V2E R5I5R1R3+_R2R4E第三步：求未知電流第三步：求未知電流 I5+_ER0R5I5E = U0 = 2VR0=24 105R時(shí)時(shí)A059. 01

32、0242RREI505例例2：求：求：U=?4 4 505 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU第一步：求開(kāi)端電壓第一步：求開(kāi)端電壓U0。V954010UUUUUEBDECDAC0_+4 4 50AB+_8V10VCDEU01A5 此值是所求此值是所求結(jié)果嗎？結(jié)果嗎？第二步：第二步：求輸入電阻求輸入電阻 R0。R05754/450R04 4 505 AB1A+_8V_+10VCDEU044505+_ER0579V33等效電路等效電路4 4 505 33 AB1ARL+_8V+10VCDEU57R0V9UE0第三步：求解未知電壓第三步：求解未知電壓V3 . 33333579U+_ER05

33、79V33有源有源二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)AB概念：概念：有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型等效。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型等效。 =ABIsR0 等效電流源等效電流源 Is 為有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端的短路電流為有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端的短路電流 等效電阻等效電阻 仍為相應(yīng)除源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻仍為相應(yīng)除源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0(二二) 諾頓定理諾頓定理例：例：R5I5R1R3+_R2R4E等效電路等效電路有源二有源二端網(wǎng)絡(luò)端網(wǎng)絡(luò)R1R3+_R2R4R5EI5知：知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 E=10V 求：當(dāng)求：當(dāng) R5=10 時(shí)，時(shí)，I5=?第一步：求輸入電阻第一步：求輸入電阻R0。 24

34、/43210RRRRRCR0R1R3R2R4ABDR5I5R1R3+_R2R4ER1=20 , R2=30 R3=30 , R4=20 E=10V知：知：第二步：求短路電流第二步：求短路電流 IsV5V10 0BACDVVVVVA=VBI0 =0 ?R1/R3R2/R4+-EA、BCD有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)DR1R3+_R2R4EACBR5IsR1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 E=10V知：知：3020V5V10 021RRVVVVBACDBCIsDR3_R2R4EAR1+I1I2A25.011RVVIACA167.022RVVIDAAIIIs083.021R5I5R1

35、R3+_R2R4EI5ABIs240.083AR510R0等效電路等效電路第三步：求解未知電流第三步：求解未知電流 I5。A0.059RRRIsI 5005I5ABIs240.083AR510R0(三三) 等效電源定理中等效電阻的求解方法等效電源定理中等效電阻的求解方法 求簡(jiǎn)單二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時(shí)，用串、并聯(lián)求簡(jiǎn)單二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時(shí)，用串、并聯(lián)的方法即可求出。如前例：的方法即可求出。如前例：CR0R1R3R2R4ABD43210/RRRRR串串/并聯(lián)方法并聯(lián)方法?不能用簡(jiǎn)單不能用簡(jiǎn)單 串串/并聯(lián)并聯(lián)方法方法 求解，求解，怎樣辦？怎樣辦？ 求某些二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時(shí)，用串、并聯(lián)的方求某些二端網(wǎng)

36、絡(luò)的等效內(nèi)阻時(shí)，用串、并聯(lián)的方法那么不行。如以下圖：法那么不行。如以下圖：AR0CR1R3R2R4BDR5方法方法1:求求 開(kāi)端電壓開(kāi)端電壓 U0 與與 短路電流短路電流 Is開(kāi)路、短路法開(kāi)路、短路法有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)U0有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Is+-ROEIs=EROU0=E+-ROEsIUR00等效等效內(nèi)內(nèi) 阻阻U0EIs=ERO=RO 負(fù)載電阻法負(fù)載電阻法加負(fù)載電阻加負(fù)載電阻 RL測(cè)負(fù)載電壓測(cè)負(fù)載電壓 UL方法方法2:RLUL有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)U0有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)測(cè)開(kāi)路電壓測(cè)開(kāi)路電壓 U010000LLLLLUURRURRRU 加壓求流法加壓求流法方法方法3:無(wú)源無(wú)源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)IU有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)I

37、UR0那么：那么：求電流求電流 I步驟：步驟：有源網(wǎng)絡(luò)有源網(wǎng)絡(luò)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)外加電壓外加電壓 UUIR1R2R0+-R1R2+-E1E221212102121111)11(RRRRRRIURRRURURUI加壓加壓求流求流加壓求流法舉例加壓求流法舉例電路分析方法共講了以下幾種：電路分析方法共講了以下幾種：兩種電源等效互換兩種電源等效互換支路電流法支路電流法結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法疊加原理疊加原理等效電源定理等效電源定理戴維寧定理戴維寧定理諾頓定理諾頓定理 總結(jié)總結(jié) 每種方法各有每種方法各有 什么特點(diǎn)？適什么特點(diǎn)？適 用于什么情況？用于什么情況？電路分析方法小結(jié)電路分析方法小結(jié):例例+-+-E3E

38、1E2-R1RRRI1I2I3I4I5I6以下電路用什么方法求解最方便以下電路用什么方法求解最方便？提示：直接用基氏定律比較方便。提示：直接用基氏定律比較方便。I4 I5 I1 I6 I2 I3 電源電源非獨(dú)立源受控源非獨(dú)立源受控源獨(dú)立源獨(dú)立源電壓源電壓源電流源電流源 2.8 2.8 受控源電路的分析受控源電路的分析ibicECB受控源舉例受控源舉例ibic= ibrbe獨(dú)立源和非獨(dú)立源的異同獨(dú)立源和非獨(dú)立源的異同一樣點(diǎn)：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路一樣點(diǎn)：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路 提供電壓或電流。提供電壓或電流。不同點(diǎn)：獨(dú)立電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電不同點(diǎn)：獨(dú)立電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電

39、能量提供的，其大小、方向和電路能量提供的，其大小、方向和電路中的電壓、電流無(wú)關(guān)；中的電壓、電流無(wú)關(guān)； 受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流，受電受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流，受電 路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不 能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制 量決議。量決議。受控源分類受控源分類U11 UE壓控電壓源壓控電壓源+-1 UE+-E壓控電流源壓控電流源U112 UgI I212 UgI 流控電流源流控電流源12 III2I112 III1+-1 IrE流控電壓源流控電壓源1 IrE +-EVCVSVCCSCCVSCCCS受控源電路的分析計(jì)算受控源電路的分

40、析計(jì)算電路的根本定理和各種分析計(jì)算方法仍可電路的根本定理和各種分析計(jì)算方法仍可運(yùn)用，只是在列方程時(shí)必需添加一個(gè)受控運(yùn)用，只是在列方程時(shí)必需添加一個(gè)受控源關(guān)系式。源關(guān)系式。普通原那么：普通原那么：例例求：求：I1、 I2ED= 0.4 UAB電路參數(shù)如下圖電路參數(shù)如下圖ADDSSAVEREIRERRV4 . 0112121那么：那么：+-_Es20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2ED 設(shè)設(shè) VB = 0根據(jù)結(jié)點(diǎn)電位法根據(jù)結(jié)點(diǎn)電位法解：解：解得：解得：V15AVA5 .425 .2A5 .221520121SIIIIADDSSAVEREIRERRV4 . 0112121+-_Es20

41、VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2ED受控源電路分析計(jì)算受控源電路分析計(jì)算- - 要點(diǎn)要點(diǎn)1 1 在用疊加原理求解受控源電路時(shí)，只應(yīng)分在用疊加原理求解受控源電路時(shí)，只應(yīng)分別思索獨(dú)立源的作用；而受控源僅作普通電別思索獨(dú)立源的作用；而受控源僅作普通電路參數(shù)處置不能除源。路參數(shù)處置不能除源。ED = 0.4UAB例例+-_EsIsEDABR1R3R2Es(1) Es 單獨(dú)作用單獨(dú)作用+-R1R2AB ED= 0.4UABI1I2+-_Es20VR1R3R22A221IsABI1I2ED() Is 單獨(dú)作用單獨(dú)作用+-R1R2ABED=0.4UABI1I2Is 根據(jù)疊加定理根據(jù)疊加定理II

42、II II222111ED = 0.4UABIRUU IREUABABSAB22114 . 0解得解得A75. 3V5 .1221 I IUAB代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：I IIU IUABAB212126 . 0220Es(1) Es 單獨(dú)作用單獨(dú)作用+-R1R2ABED=0.4UABI1I2結(jié)點(diǎn)電壓法：結(jié)點(diǎn)電壓法：V5 . 2224 . 0212111221UVVIRERRVABAASDAA75. 025 . 25 . 24 . 0A25. 125 . 221II() Is 單獨(dú)作用單獨(dú)作用+-R1R2ABED=0.4UABI1I2Is3最后結(jié)果：最后結(jié)果：A5.4A5.2222111III

43、III+-R1R2ABIsI2I1Es+-R1R2ABED=0.4UABI1I2ED=0.4UAB受控源電路分析計(jì)算受控源電路分析計(jì)算 - - 要點(diǎn)要點(diǎn)2 2 可以用兩種電源互換、等效電源定理等方法，簡(jiǎn)可以用兩種電源互換、等效電源定理等方法，簡(jiǎn)化受控源電路。但簡(jiǎn)化時(shí)留意不能把控制量化簡(jiǎn)掉?；芸卦措娐贰５?jiǎn)化時(shí)留意不能把控制量化簡(jiǎn)掉。否那么會(huì)留下一個(gè)沒(méi)有控制量的受控源電路，使電否那么會(huì)留下一個(gè)沒(méi)有控制量的受控源電路，使電路無(wú)法求解。路無(wú)法求解。6R3412+_E9VR1R2R5IDI115 . 0 IID知知:求求: I1兩種電源互換兩種電源互換V21IIEDD15 . 0 IID6412+_E9VR1R2R5