第二章復(fù)雜的直流電路

第二章復(fù)雜的直流電路第一節(jié)基爾霍夫定律第二節(jié)支路電流法第三節(jié)疊加原理第四節(jié)電壓源與電流源的等效變換*第五節(jié)戴維南定理小結(jié)、測(cè)驗(yàn)教學(xué)要求理解復(fù)雜直流電路及其支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔的概念。掌握基爾霍夫定律，驗(yàn)證它并能運(yùn)用它解決和分析問(wèn)題。掌握支路電流法，能正確運(yùn)用它來(lái)解決問(wèn)題。理解電壓源和電流源的概念，掌握電壓源和電流源之間的相互轉(zhuǎn)換。理解疊加原理，并驗(yàn)證它和運(yùn)用它分析和解決問(wèn)題。理解戴維南定理，并能運(yùn)用它計(jì)算電路。第一節(jié)基爾霍夫定律

一、復(fù)雜的直流電路二、基爾霍夫定律1.基爾霍夫電流定律（簡(jiǎn)稱(chēng)為KCL）例2-1

2．基爾霍夫電壓定律（簡(jiǎn)稱(chēng)為KVL）例2-2

一、復(fù)雜的直流電路

1．復(fù)雜電路

不能用電阻的串、并聯(lián)化簡(jiǎn)的直流電路，稱(chēng)為復(fù)雜直流電路。圖2-1(a)是簡(jiǎn)單電路，圖2-1(b)是復(fù)雜電路。一、復(fù)雜的直流電路圖2-1電路(b)復(fù)雜直流電路（a）簡(jiǎn)單直流電路一、復(fù)雜的直流電路

2．電路中常用術(shù)語(yǔ)介紹(1)支路：由一個(gè)或幾個(gè)元件依次相連構(gòu)成的無(wú)分支電路。如圖2－1(b)電路中有三條支路：、支路；、支路；支路。(2)節(jié)點(diǎn)：三條及三條以上支路的連接點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。如圖2－1(b)電路中，共有A、B兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。(3)回路：電路中任一閉合路徑稱(chēng)為回路。圖2－1(b)所示的電路中，有三個(gè)回路：A－－－B－－A回路；A－－－B－－A回路；A－－－B－－－A回路。(4)網(wǎng)孔：回路內(nèi)部不含支路的回路。圖2-1(b)所示電路中有兩個(gè)網(wǎng)孔：A－－－B－－A網(wǎng)孔；A－－－B－－A網(wǎng)孔。二、基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律（簡(jiǎn)稱(chēng)為KCL）在任意時(shí)刻，流入電路中某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出這個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：（2-1）二、基爾霍夫定律如圖2-2所示節(jié)點(diǎn)a，支路電流、流入節(jié)點(diǎn)，支路電流、、流出節(jié)點(diǎn)，由（2-1）可得圖2-2節(jié)點(diǎn)1.基爾霍夫電流定律(另一種表達(dá)方式)在任意時(shí)刻，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和恒等于零例2-1

2.基爾霍夫電壓定律（簡(jiǎn)稱(chēng)為KVL）基爾霍夫電壓定律的內(nèi)容是：在任意時(shí)刻，沿任意一個(gè)回路繞行一周，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。其數(shù)學(xué)式為：

回到原處了嘛！電荷就好像這個(gè)人!2.基爾霍夫電壓定律(另一種表達(dá))沿著任意一個(gè)回路繞行一周，各電阻上電壓降的代數(shù)和等于所有電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。注意:基爾霍夫電壓定律不僅適用于由電源和電阻等實(shí)際元件組成的回路，也可以推廣應(yīng)用到不閉合的回路中。

例2-2

例2-2如圖2-8所示的電路中，若

，，求A與B兩點(diǎn)間的電壓。圖2-8例題2-2的圖順時(shí)針繞行一周！例2-2

第二節(jié)支路電流法

一、支路電流法1.支路電流法以支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律，列出與支路電流數(shù)量相等的獨(dú)立方程式，然后聯(lián)立求解各支路電流的方法叫支路電流法。2．用支路電流法解題的步驟任意假定各支路電流的參考方向和回路的繞行方向。列出節(jié)點(diǎn)電流方程式。列出回路電壓方程式。代入數(shù)據(jù)，求解出各支路電流，并確定電流的實(shí)際方向。二、應(yīng)用支路電流法解題例2-3

如圖2-12所示的是汽車(chē)照明電路的原理圖(省略開(kāi)關(guān)和保護(hù)設(shè)備)，其中汽車(chē)發(fā)電機(jī)和蓄電池并聯(lián)以保證汽車(chē)在緩慢行駛時(shí)能不間斷地對(duì)照明燈供電。當(dāng)汽車(chē)在某一轉(zhuǎn)速時(shí)，汽車(chē)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電動(dòng)勢(shì)=14V，其內(nèi)阻=0.5，蓄電池電動(dòng)勢(shì)=12V，其內(nèi)阻=0.2，照明燈電阻=4，求各支路電流和加在照明燈上的電壓。例2-3例2-3

I2是負(fù)值，表明的實(shí)際方向與所標(biāo)出的參考方向相反。*例2-4圖2-13所示電路為直流電橋電路，AB支路為電源支路，CD支路為橋路，AD、DB、BC和CA稱(chēng)為電橋的臂，試用支路電流法求電流，并討論電橋平衡條件。

圖2-13例2-5的圖*例2-4*例2-4四邊形兩組對(duì)邊所含電阻乘積相等！我找到一個(gè)記憶電橋平衡條件的方法啦!第三節(jié)電壓源與電流源的等效變換1．電壓源用一個(gè)恒定電動(dòng)勢(shì)和一個(gè)內(nèi)電阻串聯(lián)表示電源，稱(chēng)為電壓源。 圖2-17常用的直流電源1．電壓源2．理想電壓源

內(nèi)阻為零的電壓源稱(chēng)為理想電壓源，又稱(chēng)恒壓源。理想電壓源的符號(hào)如圖2-21所示，其伏安特性如圖2-22所示。圖2-23電子穩(wěn)壓電源

電工電子實(shí)驗(yàn)室用微機(jī)用3．電壓源的串聯(lián)

Ei表示電動(dòng)勢(shì),它有正負(fù)哦!多個(gè)電壓源串聯(lián)使用時(shí)，等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于各個(gè)電壓源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，即，二、電流源

1．電流源2．理想電流源內(nèi)電阻r為無(wú)窮大的電流源稱(chēng)為理想電流源，又稱(chēng)恒流源3．電流源的并聯(lián)3．電流源的并聯(lián)三、電壓源與電流源的等效變換

1.電壓源等效變換為電流源2.電流源等效變換為電壓源例2-5

如圖2-31(a)所示，用電源等效變換的方法，計(jì)算支路的電流及兩端電壓。例2-5

第四節(jié)疊加原理一、疊加原理疊加原理的內(nèi)容是：在線性電路中，當(dāng)有多個(gè)電源共同作用時(shí)，任意一個(gè)支路中的電流或電壓，可看成是由各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路中所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

圖解疊加原理圖解電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的處理二、應(yīng)用疊加原理解題例2-6

例2-6例2-6三、用疊加原理分析電路的步驟*第五節(jié)戴維南定理一、有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)

1、有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)包含電源并具有兩個(gè)輸出端的線性網(wǎng)絡(luò)

一、有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)

2、復(fù)雜電路的簡(jiǎn)化3、有源兩端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和入端電阻對(duì)一個(gè)有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)外電路斷開(kāi)的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)端口處的電壓稱(chēng)為有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，用表示，這時(shí)從端口處向有源兩端網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去的電阻稱(chēng)為有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)的等效電阻(也稱(chēng)入端電阻)，用表示。例題2-7

對(duì)于圖2-45，求有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和入端電阻。例題2-7例題2-7二、戴維南定理(等效發(fā)電機(jī)定理)2、求戴維南等效電路的步驟戴維南等效電路：把一個(gè)電路中的有源兩端線性網(wǎng)絡(luò)用等效電壓源替代后所得到的電路。例2-8

求如圖2-48所示電路中的有源兩端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路。例2-8三、實(shí)驗(yàn)法求等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻四、戴維南定理應(yīng)用舉例例2-9

例2-9本章小結(jié)1、不能用電阻串并聯(lián)方法簡(jiǎn)化的電路，稱(chēng)為復(fù)雜電路。計(jì)算復(fù)雜電路，要弄清它的電路組成，可以用支路電流法、電源等效變換、疊加原理和戴維南定理等方法進(jìn)行計(jì)算。2、基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律：3、支路電流法：以支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律，列出與支路電流數(shù)量相等的獨(dú)立方程式，再聯(lián)立求解支路電流的方法。本章小結(jié)4、用數(shù)值等于E的電動(dòng)勢(shì)和一個(gè)內(nèi)阻r相串聯(lián)的電路模型來(lái)代替實(shí)際的電源,稱(chēng)為電壓源等效電路，簡(jiǎn)稱(chēng)電壓源。實(shí)際電源用一個(gè)恒定電流IS和一個(gè)內(nèi)阻r相并聯(lián)的電路模型來(lái)代替，這種電路模型稱(chēng)為電流源等效電路，簡(jiǎn)稱(chēng)電流源。電壓源和電流源之間可以進(jìn)行等效變換，但是，電壓源和電流源的等效變換只能對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路則不等效。恒壓源和恒流源之間不能進(jìn)行等效變換。5、疊加原理是線性電路的重要原理。疊加原理可以用來(lái)計(jì)算線性電路任一支路中的電流或電壓，但不能用來(lái)計(jì)算功率。本章小結(jié)6、任何一個(gè)有源