模塊2 線性電路的分析和定理《電工技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)課件

第X章XXXX模塊2

基本元件和定律第二章線性電路的分析和定理第一節(jié)電源模型的等效變換法第二節(jié)支路電流法第三節(jié)結(jié)點(diǎn)電壓法第四節(jié)疊加原理第五節(jié)戴維南定理與諾頓定理第六節(jié)最大功率傳輸定理第一節(jié)電源模型的等效變換法一、電源模型的基本概念二、電源模型等效變換三、電源模型等效變換實(shí)例電壓源模型電路電流源模型電路一、電源模型的基本概念電壓源模型電路電流源模型電路二、電源模型等效變換等效變換二、電源模型等效變換電源模型外接負(fù)載電阻RL等效互換條件

則上式成立，等效變換必須滿足條件為US=RIS二、電源模型等效變換三、電源模型等效變換實(shí)例例1：用等效變換法求I。解三、電源模型等效變換實(shí)例例1：用等效變換法求I。解例2：用等效變換法求電流I。三、電源模型等效變換實(shí)例解例2：用等效變換法求電流I。三、電源模型等效變換實(shí)例解例3：用等效變換法求電流I。三、電源模型等效變換實(shí)例解例3：用等效變換法求電流I。三、電源模型等效變換實(shí)例解例3：用等效變換法求電流I。三、電源模型等效變換實(shí)例解第二節(jié)支路電流法

一、支路電流法基本概念二、例題支路電流法：

對(duì)一個(gè)具有b條支路和n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，以支路電流為獨(dú)立變量，根據(jù)KCL列(n-1)個(gè)獨(dú)立方程、根據(jù)KVL列(b-n+1)個(gè)獨(dú)立方程，解得各支路電流。

步驟：

(1)設(shè)定各支路i的參考方向；(2)根據(jù)KCL對(duì)(n-1)個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)列方程；

(3)選取

(b-n+1)個(gè)獨(dú)立回路，指定回路的繞行方向，列出KVL回路方程。

一、支路電流法基本概念例1：試列出支路電流法所需的方程。二、例題KCLKVL方程I1

、I2

、I3、I4、I51、設(shè)變量：各支路電流2、列方程：KCL、KVL解：例2：

二、例題試用支路電流法，求電路中的電壓。

解：對(duì)結(jié)點(diǎn)a列KCL方程，有列KVL方程：聯(lián)立方程組求解第三節(jié)結(jié)點(diǎn)電壓法

一、結(jié)點(diǎn)電壓法基本概念二、例題1、設(shè)參考結(jié)點(diǎn)任選一個(gè)結(jié)點(diǎn)作為參考結(jié)點(diǎn)；2、設(shè)變量設(shè)其他結(jié)點(diǎn)與此參考結(jié)點(diǎn)之間的為結(jié)點(diǎn)電壓變量。3、列KCL方程結(jié)點(diǎn)電壓是以參考結(jié)點(diǎn)為負(fù)，其余獨(dú)立結(jié)點(diǎn)為正。結(jié)點(diǎn)電壓法(設(shè)電路結(jié)點(diǎn)為n個(gè))

以結(jié)點(diǎn)電壓為獨(dú)立變量，列KCL的結(jié)點(diǎn)電流方程(n-1)個(gè)，解得各結(jié)點(diǎn)的電壓。一、結(jié)點(diǎn)電壓法基本概念解題步驟：例1：列結(jié)點(diǎn)A的KCL方程解：則電流I1、I2為試用結(jié)點(diǎn)電壓法求UA、I1、I2。二、例題例2：解：試用結(jié)點(diǎn)電壓法求I。二、例題1、設(shè)參考結(jié)點(diǎn)2、設(shè)變量UA、UB例2：解：試求I。二、例題結(jié)點(diǎn)A的KCL方程為結(jié)點(diǎn)B的KCL方程為例2：試求I。二、例題解：結(jié)點(diǎn)A的KCL方程為結(jié)點(diǎn)B的KCL方程為則電流為解聯(lián)立式A例3：解：試用結(jié)點(diǎn)電壓法求I、U。二、例題1、設(shè)參考結(jié)點(diǎn)2、設(shè)變量UB、UC

、UD例3：試求I、U。二、例題解：V列KCL方程：結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)C例3：試求I、U。二、例題解：V解聯(lián)立方程組求解得則A第四節(jié)疊加原理一、疊加定理基本概念二、例題疊加原理：

線性電路中，任一電流或電壓都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該處產(chǎn)生的電流或電壓的疊加。注意：

不適用于非線性電路

不作用的獨(dú)立電源置零對(duì)含有受控源的電路，受控源應(yīng)保留在各疊加電路中。

功率計(jì)算不能使用迭加原理。一、疊加定理基本概念疊加原理：

線性電路中，任一電流或電壓都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該處產(chǎn)生的電流或電壓的疊加。解題步驟：（1）畫(huà)出各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)的疊加電路圖。（2）計(jì)算各疊加電路圖中待求變量。（3）疊加。一、疊加定理基本概念例1：（1）畫(huà)疊加電路圖解：用疊加定理求I。二、例題（2）計(jì)算各疊加電路圖例1：（1）畫(huà)疊加圖解：用疊加定理求I。二、例題（2）計(jì)算各疊加圖例1：（1）畫(huà)疊加圖解：用疊加定理求I。二、例題（2）計(jì)算各疊加圖例1：（1）畫(huà)疊加圖解：用疊加定理求I。二、例題（2）計(jì)算各疊加圖（3）疊加例2：（1）畫(huà)疊加電路圖解：用疊加定理求U1、U2、U3、U4。二、例題（2）計(jì)算各疊加電路圖例2：（1）畫(huà)疊加電路圖解：求U1、U2、U3、U4。二、例題（2）計(jì)算各疊加電路圖（3）疊加例2：（1）畫(huà)疊加電路圖解：求U1、U2、U3、U4。二、例題（2）計(jì)算各疊加電路圖（3）疊加例3：已知US3＝US4，當(dāng)S合在A點(diǎn)時(shí)，I＝2A；S合在B點(diǎn)時(shí)，I＝－2A。試用疊加定理求S合在C點(diǎn)時(shí)的I。二、例題當(dāng)S合在A點(diǎn)時(shí)解：當(dāng)S合在B點(diǎn)時(shí)當(dāng)S合在C點(diǎn)時(shí)，得電流I為電壓源US3單獨(dú)作用時(shí)的電流第五節(jié)戴維南定理與諾頓定理一、戴維南定理二、諾頓定理一、戴維南定理定理:一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)NS，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)電壓源和電阻的串聯(lián)組合置換，此電壓源UOC的電壓等于二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，電阻等于二端網(wǎng)絡(luò)中全部獨(dú)立電源置零后的等效電阻R0。線性有源網(wǎng)絡(luò)戴維南等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)NS無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)N0一、戴維南定理計(jì)算等效電阻R0串并聯(lián)法外加電源法開(kāi)短路法計(jì)算開(kāi)路電壓方式方法不限一、戴維南定理外加電源法開(kāi)短路法開(kāi)路電壓UOC短路電流ISC外加電壓源法外加電流源法例1：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求電流I。一、戴維南定理（2）求等效電阻R0（3）求電流I例1：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求電流I。（2）求等效電阻R0一、戴維南定理例1：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求電流I。（2）求等效電阻R0一、戴維南定理（3）求電流I例1：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求電流I。（2）求等效電阻R0一、戴維南定理（3）求電流I例2：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求I。一、戴維南定理例2：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求I。一、戴維南定理例2：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求I。一、戴維南定理例2：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求I。一、戴維南定理例2：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求I。（2）求等效電阻R0一、戴維南定理UAB=3V例2：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求I。（2）求等效電阻R0一、戴維南定理UAB=3V例2：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：試用戴維南定理求I。（2）求等效電阻R0一、戴維南定理UAB=3VR0=4

Ω（3）求電流I例3：（1）A、B兩點(diǎn)間的開(kāi)路電壓UAB解：一、戴維南定理

已知R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V，試求：（1）A、B兩點(diǎn)間的開(kāi)路電壓UAB。（2）若將A、B兩點(diǎn)短路，試用戴維南定理求該短路線中的電流IAB。例3：（1）A、B兩點(diǎn)間的開(kāi)路電壓UAB解：一、戴維南定理R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V疊加得例3：（1）A、B兩點(diǎn)間的開(kāi)路電壓UAB=44V

解：一、戴維南定理R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V(2)求等效電阻R0例3：（1）開(kāi)路電壓UAB=44V

解：一、戴維南定理R1＝6

，R2＝2

，R3＝8

，R4＝4

，IS＝4A，US＝32V(2)求等效電阻R0=8Ω(3)求短路線中電流IAB二、諾頓定理任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)電流源和電阻的并聯(lián)組合置換，此電流源的電壓等于網(wǎng)絡(luò)的短路電流，電阻等于網(wǎng)絡(luò)中全部獨(dú)立電源置零后的等效電阻。線性有源網(wǎng)絡(luò)諾頓等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)NS無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)N0計(jì)算等效電阻R0串并聯(lián)法外加電源法開(kāi)短路法計(jì)算短路電流方式方法不限二、諾頓定理諾頓定理與戴維南定理的等效變換有源二端網(wǎng)絡(luò)諾頓等效電路戴維南等效電路例：（1）求短路電流IAB解：試用諾頓定理求電流I。二、諾頓定理例：試用諾頓定理求電流I。二、諾頓定理（1）求短路電流IAB解：例：（1）求短路電流IAB解：試用諾頓定理求電流I。（2）求等效電阻R0（3）求電流I二、諾頓定理例：（1）求短路電流IAB解：試用諾頓定理求電流I。（2）求等效電阻R0=4Ω（3）求電流I二、諾頓定理戴維南定理（諾頓定理）解題步驟

（1）將含有待求量的支路（或部分電路）移去，其余部分電路構(gòu)成一個(gè)線性含源二端網(wǎng)絡(luò)NS；（2）計(jì)算網(wǎng)絡(luò)NS的開(kāi)路電壓（短路電流）；（3）計(jì)算網(wǎng)絡(luò)NS的戴維南等效電阻；（4）將線性含源二端網(wǎng)絡(luò)NS用戴維南等效電路（諾頓等效電路）替代，并與移去的外電路連接，計(jì)算待求量。第六節(jié)最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理定理:設(shè)有一個(gè)電壓源模型與一個(gè)電阻負(fù)載相接，當(dāng)負(fù)載電阻等于電壓源模型的內(nèi)電阻時(shí)，則負(fù)載能從電壓源模型中獲得最大功率。RL上獲得最大功率的條件為電壓源模型與負(fù)載RL例：（1）求開(kāi)路電壓UAB解：在圖所示電路中，當(dāng)可變電阻RL等于多大時(shí)它能從電路中吸收最大的功率，并求此最大功率。最大功率傳輸定理（1）求開(kāi)路電壓UAB解：最大功率傳輸定理（1）求開(kāi)路電壓UAB解：最大功率傳輸定理（1）求開(kāi)路電壓UAB=110V解：最大功率傳輸定理（2）求等效電阻R0