电路定律及电路分析方法.ppt

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1、2-3电阻的串联及并联2-4电源的等效变换第2讲电路分析方法2-2基尔霍夫定律2-1电路的状态2-1电路的状态EIU1．电压与电流R0RabcdR+R0I=EER0I电源的外特性曲线当R0<

2、0=EP=0当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。EIU0R0Rabcd+_+_2.1.3电源短路UIS电流过大，将烧毁电源！U=0I=IS=E/R0P=0PE=P=R0IS2ER0Rbcd+_电源短路时的特征a当电源两端由于某种原因连在一起时，电源则被短路。为防止事故发生，需在电路中接入熔断器或自动断路器，用以保护电路。2-2基尔霍夫定律基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律，又分为：基尔霍夫电压定律基尔霍夫电流定律电路中通过同一电流的每个分支称为支路。用b表示其数量。图示电路有3条支路，2个节点，3

3、个回路,2个网孔。一、术语：电路中任一闭合的路径称为回路。3条或3条以上支路的连接点称为节点（结点）。用n表示其数量。不包含其它回路的独立回路称为网孔，或单孔。用l表示其数量。且有右式成立：b=l+(n-1)电路图中的每条支路都有支路电压和电流，且通常情况下假定其参考方向为关联参考方向，如上右图所示。电路中的支路电压和支路电流一般受到两类约束：<一>元件本身电压和电流的约束，如欧姆定律，简称VCR；<二>支路电压之间或支路电流之间满足的约束关系，简称“拓扑”关系，这类约束用基尔霍夫定律来表达。二、基尔霍夫电

4、流定律（KCL）在任一时刻，流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。在任一时刻，通过任一节点电流的代数和恒等于零。表述一：表述二：可假定流出节点的电流为正，流入节点的电流为负；也可以作相反的假定。②<二>KCL的推广在集总电路中，在任何时刻，通过任何一个闭合面（广义结点）的电流代数和恒等于零。①③<三>KCL的实质流入结点的电流等于流出结点的电流。②例1：若I1=9A，I2=–2A，I4=8A。求：I309I382（）KCL电流的参考方向与实际方向相反I1I2I3I4I1–I2+I3+I4=0

5、三、基尔霍夫电压定律（KVL）<一>定律内容在集总电路中，在任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零，即：对任一回路：（代数和）规定：指定回路的绕行方向，支路电压方向与回路绕行方向一致时，前面为“+”；反之，前面取“-”。注意：支路电压方向也是相对于参考方向来讲。例：支路（2346）构成的回路1根据U=0KVL推广应用于假想的闭合回路Us+IRUAB=0UAB=Us+IRUsRABI或根据KVL可列出UBUAABCUABUAB=UAUBUAUBUAB=0广义运用：KVL通常用于闭合回路，

6、但也可推广应用到任一不闭合的电路上。例：列出下图的KVL方程求图示电路中U和I。KCL：3+1－2+I=0→I=-2AVCR:U1=3I=3×(-2)=-6VKVL：U+U1+3-2=0→U=5V例：解：1Ω4A2Ω3V＋-I=0a例：求Va。解：Va=(-4)×1+3=-1VUI3A3V2V3WU11A2A2-3电阻的串联及并联具有相同电压电流关系（即伏安关系，简写为VCR）的不同电路称为等效电路，将某一电路用与其等效的电路替换的过程称为等效变换。将电路进行适当的等效变换，可以使电路的分析计算得到简化。（

7、一）电阻的串联<一>串联的特点：通过各电阻的电流相同。<二>串联的等效电阻根据KVL可得：1'1u1R1u2R2unRnu其中<三>电压分配（与电阻成正比）eqRu1'1u1R1u2R2unRnu两个电阻串联时（二）电阻的并联<一>并联的特点各电阻的电压是同一个电压。<二>并联电路的等效电阻根据KCL可得：其中ui1i2inR1R2RneqRu两个电阻并联时若干个电阻并联时<三>电流的分配2-4电源的等效变换（一）理想电压源的串联根据KVL可得：（外特性不变）。注意：只有相同的电压源才能允许并联。否则，烧毁

8、电压表。（二）理想电流源的并联根据KCL可得：（外特性不变）。注意：只有相同的电流源才能允许串联。（三）其它特例uuu(四）实际电源电路的等效变换电压源与电阻的串联电流源与电阻的并联能否等效变换即外特性是否一致。实际电压源usu?实际电流源uR对实际电压源：对实际电流源：如令：这样，两图的外特性一致，从而说明能进行等效变换。usu?或：uR且R在等效前后大小不变，US与IS的极性对应。例1：用电源等效变换的方法求