第一章2 电工电子学

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1、§1-6电路的分析方法1、等效的概念两个电路只要对应的外接端子上的电压和电流关系相同，即外特性相同，不管内部结构是否一样，称它们是相互等效的电路。外电路N1i+u-N2i+u-用哪个？N1i+u-外电路N2iuN1、N2作用相同一、电路的等效变换2、电阻串、并联接的等效变换（2）串联电阻的分压作用（1）串联（3）并联或（4）并联电阻的分流作用例1如图（a）所示电路，已知U=400V，R1=R2=10Ω，R3=20Ω，R4=32.5Ω，求I、I1、I2。解：由图（a）可以看出，该电路的等效电阻图(b)故电路总电流及各支路电流为IRS+-USbaUabISabUa

2、b'I'RS'3、电压源与电流源及其等效变换当两个模型中的参数满足一下关系时有：Uab=Uab'I=I'则这两个电路在a、b端子处的电压电流关系完全相同，它们之间可以等效。aUS+-bIUabRO电压源电流源Uab'RO'IsabI'电压源和电流源的等效：【说明】等效变换的注意事项：“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安特性一致），对内不等效。(1)IsaRO'bUab'I'RLaUS+-bIUabRORLRO中不消耗能量RO'中则消耗能量对内不等效对外等效（2）注意转换前后US与IS的方向aUS+-bIROUS+-bIROaIsaRO'bI'aI

3、sRO'bI'(3)恒压源和恒流源不能等效互换abI'Uab'IsaUS+-bI（不存在）【例】电路图如下，求6Ω电阻中的电流。解：先将电压源化成电流源。再将两个电流源合并。变换时注意电压源的极性和电流源的方向。R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1U1+-R3R2R5R4IU3I=?【例】电路如下图所示，求R5上的电流I。(接上页)IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I+RdUd+R4U4R5I--(接上页)ISR4IR1//R2//R3I1+I3例：电路图如下，问（1）R1是否为电源内阻？（2）改变R1，对I

4、2和U2有无影响？（3）改变R1，对电压源中的电流I及电流源的端电压U有无影响？解：电压源的内阻是与电压源串联，故(a)中R1不是电压源的内阻。电流源的内阻是与电流源并联，故(b)中R1不是电流源的内阻。（2）改变R1，对I2和U2有无影响？在图(a)中US与外电路无关，改变R1时不会改变US，所以对I2和U2无影响。在图(b)中IS与外电路无关，改变R1时不会改变IS，所以对I2和U2无影响。（3）改变R1，对I和U有无影响？在图(a)中可见,改变R1对电压源中的电流有影响。在图(b)中，电流源的端电压：可见,改变R1对电流源的端电压有影响。关于电压源和电流

5、源的几点讨论：（1）（2）电压源只有串联才能合并电流源只有并联才能合并【注意】电流源同相相加，反相相减。（3）（4）电流源与电压源串联，电压源不起作用，可将其短路。电流源与电阻串联，电阻不起作用，可将其短路。（6）电压源与电阻并联，电阻不起作用，可将其断开。电压源与电流源并联，电流源不起作用（5）例1求图（a）所示电路的等效电路→↓←←例2求图(a)所示电路中ab两点间的电流I，并分别求电阻和电源的功率，讨论功率平衡。解：用等效电路变换将图（a）化为图（b）于是：输出功率消耗功率或按照电压、电流参考方向的关联与否来计算功率平衡（非关联方向，产生）（非关联方向，

6、产生）注意：计算功率平衡时要按变换前的电路计算，因为等效对于电路内部不适用。二、支路电流分析法对于简单电路，通过串、并联关系即可求解。如：U+-R２RRR２R２R２RU+-２R对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，必须经过一定的解题方法，才能算出结果。U3U4-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_1、支路电流法具体步骤是：1、在电路图中选定各支路电流的参考方向。2、对各n节点，列出(n-1)个节点电流方程。3、列出(b-n+1)个回路电压方程。4、联立求解上述方程即可解出各支路电流，进而求出各电压值。支路电流法是以各支路电流为求解对象

7、的解题方法解题思路：根据元件的伏安特性和KCL、KVL来建立电路方程，然后联立求解。节点a：列电流方程节点c：节点b：节点d：（取其中三个方程）bacd结点数N=4支路数B=6U4-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_U3例如列电压方程电压、电流方程联立求得：bacdU4U3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_2、举例例题1求解如图所示电路中各支路电流。解：对于节点②有：对于两个网孔有：解之得：i1=3A、i2=-2A、i3=1A。例题2如图所示，已知试求各支路电流解：根据KCL和KVL列出方程组：KVL不能包含恒流源。将

8、已知量代入，得解方程组得各支路电流【例