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时间:2019-06-12
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1、第2章电路的分析方法2.1电阻串并联联接的等效变换2.2电压源与电流源及其等效变换2.3支路电流法2.4结点电压法2.5叠加原理2.6戴维宁(戴维南)定理与诺顿定理2.7含有受控源电路的分析2.8非线性电阻电路的分析本章要求:1.掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析方法。2.了解实际电源的两种模型及其等效变换。3.掌握含有受控源电路的分析4.了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、动态电阻的概念,以及简单非线性电阻电路的图解分析法。第2章电路的分析方法2.1电阻串并联联接的等效变换2.1.1电阻的串联特点:1)各电阻一个
2、接一个地顺序相联;两电阻串联时的分压公式:R=R1+R23)等效电阻等于各电阻之和;4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。R1U1UR2U2I+–++––RUI+–2)各电阻中通过同一电流;应用:降压、限流、调节电压等。2.1.2电阻的并联两电阻并联时的分流公式:(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和;(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。特点:(1)各电阻联接在两个公共的结点间;RUI+–I1I2R1UR2I+–(2)各电阻两端的电压相同;应用:分流、调节电流等。2.2电压源与电流源及其等效变换2.2.1电压源电压源模型由上图电路可
3、得:U=E–IR0若R0=0理想电压源:UEU0=E电压源的外特性IUIRLR0+-EU+–电压源是由电动势E和内阻R0串联的电源的电路模型。若R0<4、.2电流源IRLU0=ISR0电流源的外特性IU理想电流源OIS电流源是由电流IS和内阻R0并联的电源的电路模型。由上图电路可得:若R0=理想电流源:IIS若R0>>RL,IIS,可近似认为是理想电流源。电流源电流源模型R0UR0UIS+-理想电流源(恒流源)例1:(2)输出电流是一定值,恒等于电流IS;(3)恒流源两端的电压U由外电路决定。特点:(1)内阻R0=;设IS=10A,接上RL后,恒流源对外输出电流。RL当RL=1时,I=10A,U=10V当RL=10时,I=10A,U=100V外特性曲线IUISOIISU+_电5、流恒定,电压随负载变化。2.2.3电压源与电流源的等效变换由图a:U=E-IR0由图b:U=ISR0–IR0IRLR0+–EU+–电压源等效变换条件:E=ISR0RLR0UR0UISI+–电流源②等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。③理想电压源与理想电流源之间无等效关系。①电压源和电流源的等效关系只对外电路而言,对电源内部则是不等效的。注意事项:例:当RL=时,电压源的内阻R0中不损耗功率,而电流源的内阻R0中则损耗功率。④任何一个电动势E和某个电阻R串联的电路,都可化为一个电流为IS和这个电阻并联的电路。R0+–EabISR0a6、bR0–+EabISR0ab例1:求下列各电路的等效电源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+例2:试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电阻中的电流。解:–8V+–22V+2I(d)2由图(d)可得6V3+–+–12V2A6112I(a)2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)例3:解:统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中17、电阻中的电流。2+-+-6V4VI2A34612A362AI4211AI4211A24A解:I4211A24A1I421A28V+-I411A42AI213A例4:电路如图。U1=10V,IS=2A,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,R=1Ω。(1)求电阻R中的电流I;(2)计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的电压UIS;(3)分析功率平衡。解:(1)由电源的性质及电源的等效变换可得:aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U8、1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)(2)由图(a)可得:理想电压源中的电流理想电流源两端的电压aIRISbI1R1(c)aIR1RIS+_U1b(b)各个电阻所消耗的功率分别是:两者平衡:(60+2
4、.2电流源IRLU0=ISR0电流源的外特性IU理想电流源OIS电流源是由电流IS和内阻R0并联的电源的电路模型。由上图电路可得:若R0=理想电流源:IIS若R0>>RL,IIS,可近似认为是理想电流源。电流源电流源模型R0UR0UIS+-理想电流源(恒流源)例1:(2)输出电流是一定值,恒等于电流IS;(3)恒流源两端的电压U由外电路决定。特点:(1)内阻R0=;设IS=10A,接上RL后,恒流源对外输出电流。RL当RL=1时,I=10A,U=10V当RL=10时,I=10A,U=100V外特性曲线IUISOIISU+_电
5、流恒定,电压随负载变化。2.2.3电压源与电流源的等效变换由图a:U=E-IR0由图b:U=ISR0–IR0IRLR0+–EU+–电压源等效变换条件:E=ISR0RLR0UR0UISI+–电流源②等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。③理想电压源与理想电流源之间无等效关系。①电压源和电流源的等效关系只对外电路而言,对电源内部则是不等效的。注意事项:例:当RL=时,电压源的内阻R0中不损耗功率,而电流源的内阻R0中则损耗功率。④任何一个电动势E和某个电阻R串联的电路,都可化为一个电流为IS和这个电阻并联的电路。R0+–EabISR0a
6、bR0–+EabISR0ab例1:求下列各电路的等效电源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+例2:试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电阻中的电流。解:–8V+–22V+2I(d)2由图(d)可得6V3+–+–12V2A6112I(a)2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)例3:解:统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1
7、电阻中的电流。2+-+-6V4VI2A34612A362AI4211AI4211A24A解:I4211A24A1I421A28V+-I411A42AI213A例4:电路如图。U1=10V,IS=2A,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,R=1Ω。(1)求电阻R中的电流I;(2)计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的电压UIS;(3)分析功率平衡。解:(1)由电源的性质及电源的等效变换可得:aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U
8、1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)(2)由图(a)可得:理想电压源中的电流理想电流源两端的电压aIRISbI1R1(c)aIR1RIS+_U1b(b)各个电阻所消耗的功率分别是:两者平衡:(60+2
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