电工电子技术电子教案第2章直流电路的分析方法

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1、第2章直流电路的分析方法教学口的：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.理解实际电源的两种模型；3.深刻理解电压源和电流源等效变换的概念；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。教学重点：1.支路电流法；2.叠加原理；3.戴维宁定理。教学难点：1.电流源模型；2.戴维宁定理。教学课时：4课时2.1电路的串、并、混联及等效变化1.串联电RRiocz]czy设总电压为u、电流为I、总功率为P。①等效电阻：R=E+/?2+•••+/②分压关

2、系:③功率分配:話討弋“特例：两只电阻尺，忌串联时，等效电阻R二尺+凡，则有分压公式U产,卅电21u2.并联电路:设总电流为I、1111——=一+——+…+—R尺1尺2Rn等效电导：g=g,+g2+...+gz/,即分流关系：Rill=R2I2=...=RnIn=RI=U功率分配：R1P1=R2P2=...=RnPn=RP=U2/?R=——i―=—特例：两只轉Rl、R2并联时,/?帶效电阻心+尺2,则有分流公式1—I9A—17?)+/?2JR[+&2.混联电路：在电阻电路屮，既有电阻的串联关系乂有电阻的并联关系，称为

3、电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下儿个步骤：♦首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必耍时重新画出串、♦并联关系明确的电路图；♦利用串、并联等效电阻公式计算出电路小总的等效电阻；♦利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；♦根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。2.2电源模型的连接及等效变换2.2.1电源模型的连接1•电压源串联Us=Usi土Us2土Us3（方向i致取+号，方向不一致取■号）UslUs2Us3oOo2.电流源并联Is=Isi土IS2土【S3（方向一致取+号，方向不一

4、致取■号）QIslQIs2◎b3=QIs注意：若N个电压源并联，则并联的各个电压源的电压必须相等，否则不能并联若N个电流源串联，则串联的各个电流源的电流必须相等，否则不能串联2.2.2两种实际电源模型的等效变换1.实际电压源二理想电压源串联内阻&）实际电流源二理想电流源并联内阻尺1.电压源U=Us-1R（）1=5JR°电流源对外等效R°R,所以Is二字二字，Ro=RsKs2.结论•一个电压源与屯阻的串联组合，可用一个电流源与电阻的并联组合来等效代替。条件：Is=U"Ro,Rs=Ro,如下图+•一个电流源与电阻的并联组合

5、，可用一个电压源与电阻的串联组合来等效代替。条件：Us=IsRs，Ro=Rs如下图。bo3.电源等效变换步骤1）将电压源和电阻的串联模式转换成电流源和电阻的并联模式（反向同样成立）2）取相等的电阻值3）根据U二IR,计算出需要转换的电压源/电流源的数据4）判定方向：电流源的电流流出方向与电压源的正极一•致4.化简原则1）两个并联的电压源不能直接合并成一个电压源，但两个并联的电流源可以直接合并成一个电流源。2）两个串联的电流源不能直接合并成一•个电流源，但两个串联的电压源可以直接合并成一个电压源。3）与理想电压源并联的电

6、流源或电阻均可去除；与理想电流源串联的电压源或电阻均可去除。2.3支路电流法1.以齐支路电流为未知量，应用基尔霍夫两大定律列出方程，求出齐支路电流的方法。2.对于刃条支路，刃个节点的电路，按基尔霍夫电流定律，列岀5T）个独立的节点电流方程式，按基尔霍夫电压定律，列n-（m-1）个冋路电压方程，一共有2n个方程3.应用支路电流法解题的步骤：1）选定各支路屯流为未知量，并标出各电流的参考方向，根据电流的参考方向标出齐元件上的电压止、负极（此时的电压和电流应为关联方向）。2）列出KCL,KVL方程。（方程个数二未知量个数）3

7、）代入已知数，解联立方程式，求各支路的电流。4）确定各支路电流的实际方向。2.4叠加定理1.定义：当线性电路中有N个电压源/电流源同时作用时，各支路的电压/电流等于各个电压源/电流源单独作用时在该支路产生的电压/电流的代数和。电压源置0时，等同于短路，用一段导线代替电流源置0时，等同于开路，用断路代替2.步骤•分别作出由一个电源单独作用的分图，其余电源只保留其内阻。（对恒压源,该处用短路替代，对恒流源，该处用开路替代）。•按电阻串、并联的计算方法，分别计算出分图屮每一支路电流（或电压）的大小和方向。•求出各电动势在各个

8、支路中产生的电流（或电压）的代数和，这些电流（或电压）就是各电源共同作用时，在各支路屮产生的电流（或电压）。1.注意点：（1）在求和时要注意各个电流（或电压）的方向。（2）叠加定理只适用于线性电路。（3）叠加定理只能用來求电路中的电流或电压，而不能用來计算功率。2.5戴维南定理1.定义：戴维南定理是指任何一个有源线性二端网络，对其