KCL,KVL,疊加,戴維寧定理

1、第2章 電路分析基礎(chǔ)1A10+10VUI12.1 基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律(KCL)基爾霍夫電壓定律(KVL)電路的基本定律2基本概念結(jié)點:支路:回路:網(wǎng)孔:支路I:支路U:圖示電路有 條支路， 個結(jié)點， 個回路，_個網(wǎng)孔。33223個或更多電路元件的連接點兩結(jié)點之間的電路。電路中任一閉合路徑。單孔回路。每一條支路的I。每兩個結(jié)點之間的U。3思考：圖示電路有 條支路， 個結(jié)點， 個回路，_個網(wǎng)孔。4623U2U3U1+R1+_+RU2U3U1+R1+_+R4任何時刻，通過任一節(jié)點的電流i代數(shù)和 0。基爾霍夫電流定律KCL(任何時刻，任一結(jié)點)流入結(jié)點電流i入之和恒等于流出結(jié)點電流i出之和。

2、表述一表述二i1i4i6i2i4i50若取流入為正，則流出為負(fù)結(jié)點a:結(jié)點b:i3i5 + i60結(jié)點c:5基爾霍夫電流定律擴展：結(jié)點 任意封閉面(廣義結(jié)點)i1 i2i3 0U2U3U1+RR1R+_+RII = 0I=?簡證：上述a、b、c三個結(jié)點KCL方程相加可得。應(yīng)用：6對a結(jié)點，電流方程為： i14 =7 則 i1 = 3A 對b結(jié)點，電流方程為： i1 + i2 +（ 2）10= 0， 則 i2 = 9A 思考：若不求i1能否直接求解i2 ？ 能，用廣義KCL：4+107+(-2)+ i2練習(xí)：應(yīng)用KCL求電流i1和i2。4A10A7A2Ai2i1ab解：7基爾霍夫電壓定律KVL表

3、述一：任何時刻，沿任一回路循行一周，電壓降的代數(shù)和電壓升的代數(shù)和。 某一回路中，各電壓間的約束關(guān)系，可用KVL計算。表述二：沿任一回路繞行一周，所有電壓的代數(shù)和恒等于零。 Us3+I+R1Us1Us2R2+UR1UR2順時針繞行UR1Us2+Us3+UR2 Us1=0UR1+Us3+UR2 =Us2+Us1一般取電壓降為正8Uab+10V+I+30V8V53KVL推廣：基爾霍夫電壓定律也適合開口電路。Uab5I + 8或Uab+3I 10+309注意理想IS源兩端的U及KVL方程!理想IS的IO不隨外電路變化，但它兩端U可無限變化.EUISR+1A10+10VUIU = ？102.1.2 支路

4、電流法因U=IR,以支路電流I為未知變量，應(yīng)用KCL、KVL分別對結(jié)點、回路列方程組求解。 解題步驟：(1)確定支路數(shù)b和結(jié)點數(shù)n, 標(biāo)出各支路I的參考方向。(2)對(n1)個結(jié)點列KCL方程。(3)對b(n1)個回路(一般選網(wǎng)孔)列余下的KVL方程。(4)聯(lián)解上列方程組，求出各支路I 。(5)根據(jù)各支路I求其它待求量。 最基本的電路分析法11（1）列KCL方程。結(jié)點a（2）還需2個KVL方程?；芈稩回路求Uo(支路電流法)Uo+4V2+6V54解：I1I2I3abI解出：I1=1A，I2=1A， I3=0AUo=4(-I2)=4V12+20V6A61024I1I2+U支路電流法求U(含IS)

5、（1）列KCL方程。結(jié)點a（2）只有2個待求電流，只需再列1個KVL方程。a解得：由KVL：避開IS列KVL方程I22.8AI13.2A132.2 疊加定理與等效電源定理142.2.1 疊加定理線性電路中，多個獨立ES對某一支路共同作用后的I或U 各個獨立ES單獨作用在該支路產(chǎn)生的I或U代數(shù)和。(a) US和IS共同作用(b) IS單獨作用(c) US單獨作用=+II+I+除源U源予以短路；I源予以開路。線性電路性質(zhì)的重要體現(xiàn)，電路分析中廣泛應(yīng)用！ 15 用疊加定理求uo20V8A+uo2358A+23520V+235解：20V電壓源單獨作用8A電流源單獨作用2個電源共同作用16應(yīng)用疊加定理注

6、意事項1. 疊加定理只適用于線性電路。 2.受控源必須與控制源同時使用，不能單獨除去。如：用于計算U或I，不能直接求P。 設(shè)：I+172.2.2 等效電源定理計算復(fù)雜線性電路18二端網(wǎng)絡(luò)：凡具有兩個接線端的電路。表達(dá)符號:端口以內(nèi)的電路用方框表示，符號N。無源二端網(wǎng)絡(luò)NP、有源二端網(wǎng)絡(luò)NA。無源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中不含電源有源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源AB+AB+NANP二端網(wǎng)絡(luò)(黑匣子)19二端網(wǎng)絡(luò)等效電路應(yīng)用場合：只需知道二端網(wǎng)絡(luò)電路對外部的影響。實現(xiàn)方法：用最簡單等效電路代替二端網(wǎng)絡(luò)。無源NP一條無源支路電阻。 有源NA戴維寧定理(Thevenins theorem) 諾頓定理(N

7、ortons theorem).20NA外電路+uiabb外電路+uia+uocRoNA+UocabNARoab戴維寧等效電路參數(shù)的含義：1. 戴維寧定理NA與外接電路斷開NA除去獨立電源212. 諾頓定理NA外電路+uiab+uiiscRoba外電路bNAiscaNA在端口處短路NARoabNA除去獨立電源諾頓等效電路參數(shù)的含義：22戴維寧與諾頓定理前提1.被等效網(wǎng)絡(luò)是線性的。(外電路任意)。2.與外電路無耦合不存在受控關(guān)系。23Ro的三種求法 舍去獨立ES(US短IS開,受控源保留) 后:(1)對串并聯(lián)R進(jìn)行化簡(有受控源時不能用)。(2)除去獨立電源后，在二端口加U，測IRO=U/I.(3)等效電源定理，RO=US/IS=UOC/ISC.24用戴維寧定理求2電阻的功率24V+62362A1解：下次講書上的例題，難度相對小一些，更容易理解、符合逐步深入的學(xué)習(xí)過程。18V+72ab2530V+ab1010465A用諾頓定理求4電阻的功率解：Iba11426(1) =100，求其開路電壓UOC、等效電阻R0 ；短路電流ISC 。(2)畫出其戴維寧等效電路和諾頓等效電路。(1)由于受控電流源I1的存在，難以再只通過US與IS模型的簡單互換實現(xiàn)化簡；(2)KCL與KVL是通吃的；(3)只有I1與I2兩個變量；(4)列KVL方程要避開電