電工電子學(xué)課件(非電專業(yè))課件4

1-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3I4UR4+–計(jì)算功率I4=IS+I=3+(-0.2)=2.8AUR4=I4R4=2.8×4=11.2VP=I

UR4=(-0.2)×11.2=-2.24W負(fù)號表示輸出功率R4=4

IS=3AI=–0.2A恒流源IS的功率如何計(jì)算?PIS=-33.6W2解：+-25V6AI356AI355A11A35I求圖示電路中電流I55V53I+–5+3I=5×11=55/8A

例1231例：+-25V+-6V6AI35求圖示電路中電流I4恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化量U+_abIUabUab=U

（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對Uab

無影響。IabUabIsI=Is

（常數(shù)）I

的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對I

無影響。輸出電流I

可變-----

I

的大小、方向均由外電路決定端電壓Uab

可變-----Uab

的大小、方向均由外電路決定5R1abcdR2E1E2R3電路中某一點(diǎn)的電位是指由這一點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓記為“VX”

。電路的參考點(diǎn)可以任意選取通常認(rèn)為參考點(diǎn)的電位為零Va=E1Vc=–E2Vb=I3R3I3若以d為參考點(diǎn)，則:+–+–1.11

電路中電位的計(jì)算6R1abcdR2E1E2R3I3+E1–E2簡化電路+–+–dabcR1R2R31.11

電路中電位的計(jì)算7某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。利用電位的概念簡化電路E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2電位的計(jì)算步驟:

(1)任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零；

(2)標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算；

(3)計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。8求圖示電路中各點(diǎn)的電位:Va、Vb、Vc、Vd

。解：設(shè)a為參考點(diǎn)，即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca

=4×20=80VVd

=Uda=6×5=30V

設(shè)b為參考點(diǎn)，即Vb=0VVa

=Uab=10×6=60VVc

=Ucb=E1=140VVd

=Udb=E2=90V

bac204A610AE290VE1140V56AdUab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90V

Uab

=10×6=60VUcb

=E1=140VUdb

=E2=90V

例13a9圖示電路，計(jì)算開關(guān)S斷開和閉合時A點(diǎn)的電位VA。解:(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(2)當(dāng)開關(guān)閉合時,電路如圖（b）電流I2=0，電位VA=0V

。電流I1=I2=0，電位VA=6V

。2k+6VA2kSI2I1(a)例142KA+I12kI2–6V(b)S10（1）電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)（電位為零）之間的電壓。（2）參考點(diǎn)選得不同，電路中各點(diǎn)的電位值隨著改變，但是任意兩點(diǎn)間的電位差是不變的。各點(diǎn)電位的高低是相對的，而兩點(diǎn)間電位的差值是絕對的。注：電位小結(jié)11第P43-48頁頁習(xí)題：A：1.9.2、1.9.3B：1.8.2、1.9.6、1.11.312例有源二端網(wǎng)絡(luò)RLbaRL

I1.10戴維寧定理求：I13任意線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，可以用一個恒壓源與電阻串聯(lián)的支路等效代替。其中恒壓源的電動勢等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，串聯(lián)電阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)所有獨(dú)立源都不作用時由端鈕看進(jìn)去的等效電阻。1.10戴維寧定理除去獨(dú)立源：恒壓源短路恒流源開路R0N0ab

E=UONab–+bRLI+–ER0UaN–+RLUI線性有源二端網(wǎng)絡(luò)Nab–+注意：“等效”是指對端口外等效，即RL兩端的電壓和流過RL電流不變14

已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。E1E2R2I3R3+–R1+–ER0+_R3abI3ab注意：“等效”是指對端口外等效有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電源例1即用等效電源替代原來的二端網(wǎng)絡(luò)后，待求支路的電壓、電流不變。15解：(1)斷開待求支路求等效電源的電動勢

E

已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。E1E2R2I3R3+–R1+–abR2E1E2+–R1+–ab+U0–IE=

U0=E2+I

R2=20V+2.54

V=30V例116解：(2)求等效電源的內(nèi)阻R0

除去所有電源（理想電壓源短路，理想電流源開路）

已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。R2R1abR0例1E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–ab

求內(nèi)阻R0時，關(guān)鍵要弄清從a、b兩端看進(jìn)去時各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系。17解：(3)畫出等效電路求電流I3

已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，

R3=13，試用戴維寧定理求電流I3。E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–abER0+_R3abI3例118求：RL分別為3.4Ω和5Ω

時的I。解：(1)求UocabRL例219(2)求RoRo=5//24+2//8=5.74(Ω)(3)求IRL20E1R3R4R1+–R2E2ISIR5

求圖示電路中的電流I。已知R1=R3=2，R2=5，R4=8，R5=14，E1=8V，E2=5V，IS=3A。+–E1+–UocABR3R1+–R2E2IS+–R5I3(1)求Uoc解：=14VUoc=I3

R3–E2+ISR2

I3

=R1+R3E1=2A例321E1R3R4R1+–R2E2ISIR5+–解：(2)求R0R0=(R1//

R3)+R5+R2=20(3)求IR0+R4E=0.5AI=ABR3R1R2R0R5UocR4R0+–IBA22+–用戴維寧定理求圖中A、B兩點(diǎn)的電壓UAB。1051059V3A100.5AAB

例423+–105105解：+–9V3A10AB1求開路電壓UOC+–AB–+9V551010+–30VI1I215I1+9–30=015I2+9=0

I2=–0.6A

I1=1.4AUOC

=

UAB=5×I1－10×I2=1.4×5+10×0.6=13V24105105解：+–+–9V3A10AB2.求R0UAB=0.5×20/3+13=16.33V0.5A3.求UABR0+–20/3AB+–13VR0=RAB

=2×(10//5)=20/3已知如圖，求3上的功率P=？解：1、）求R0求R0ab12R0=1Ω解：2、）求開路電壓Uab1V–+1+2V23Aab–I31V–+13–++2V23Aab–Uab=2-3=-1VabR0=1Ω+–1V3例52526等效電源定理中等效電阻的求解方法

求簡單二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時，用串、并聯(lián)的方法即可求出。如前例：CR0R1R3R2R4ABD27

討論：求某些二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時，用串、并聯(lián)的方法則不行。如下圖：AR0CR1R3R2R4BDR6R5I5R1R3+_R2R4UR6如何求R0？28方法一：開路、短路法。求開路電壓Ux

與

短路電流Is有源網(wǎng)絡(luò)UX有源網(wǎng)絡(luò)Is+-ROEIs=EROUX=E+-ROE等效內(nèi)阻UXEIs=ERO=RO例29加負(fù)載電阻RL測負(fù)載電壓UL方法二：負(fù)載電阻法RLUL有源網(wǎng)絡(luò)UX有源網(wǎng)絡(luò)測開路電壓UX30方法三：推薦:加壓求流法無源網(wǎng)絡(luò)IU有源網(wǎng)絡(luò)則：求電流I步驟：有源網(wǎng)絡(luò)無源網(wǎng)絡(luò)外加電壓U31AR0CR1R3R2R4BDR6IU+–321.12電路的暫態(tài)分析1.12.3

RC

電路的暫態(tài)響應(yīng)1.12.2

儲能元件和換路定則1.12.1

電阻元件、電感元件與電容元件1.12.4

RL

電路的暫態(tài)響應(yīng)(自學(xué))33穩(wěn)定狀態(tài)

指電路中的電壓和電流在給定的條件下已到達(dá)某一穩(wěn)定值（對交流量是指它的幅值到達(dá)穩(wěn)定值）。穩(wěn)定狀態(tài)簡稱穩(wěn)態(tài)。暫態(tài)

電路從一個穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定狀態(tài)往往不能躍變，而是需要一定過程（時間）的，這個物理過程就稱為過渡過程。電路的過渡過程往往為時短暫，所以電路在過渡過程中的工作狀態(tài)常稱為暫態(tài)，因而過渡過程又稱為暫態(tài)過程。34

本節(jié)主要分析RC和RL一階線性電路的暫態(tài)過程，著重討論下面兩個問題：(1)暫態(tài)過程中電壓和電流(響應(yīng))隨時間的變化規(guī)律;(2)影響暫態(tài)過程快慢的電路的時間常數(shù)。35一、

電阻元件描述消耗電能的性質(zhì)根據(jù)歐姆定律:即電阻元件上的電壓與通過的電流成線性關(guān)系線性電阻

金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能有關(guān)，表達(dá)式為：表明電能全部消耗在電阻上，轉(zhuǎn)換為熱能散發(fā)。電阻的能量Ru+_12.1

電阻元件、電感元件與電容元件36二、線性電容元件：

電容器是一種能儲存電荷的器件,電容元件是電容器的理想化模型。電容量C表示儲存電荷的能力。C=q/u

正常數(shù)單位：法拉：1F=106μF=1012pFCquO

電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系：電容器的電容與極板的尺寸及其間介質(zhì)的介電常數(shù)等關(guān)。S—極板面積（m2）d—板間距離（m）ε—介電常數(shù)（F/m）37一、線性電容元件：C=q/u1、伏安關(guān)系：（當(dāng)u、i參考方向一致時）du/dt>0時，充電；du/dt<0時,放電；u不變，i=0。動態(tài)元件C＋－ui直流電路中電容相當(dāng)于斷路38電容的伏安關(guān)系還可寫成：

式中，u(0)是在t=0時刻電容已積累的電壓，稱為初始電壓；而后一項(xiàng)是在t=0以后電容上形成的電壓，它體現(xiàn)了在0~t的時間內(nèi)電流對電壓的貢獻(xiàn)。

由此