计算机电路与电子技术 教学课件 作者 张玉环 第3章　电路分析基础知识.ppt

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1、计算机电路与电子技术主编张玉环第3章　电路分析基础知识3.1　基尔霍夫定律及其应用3.2　戴维南定理及其应用3.3　叠加定理及其应用3.1　基尔霍夫定律及其应用1)支路。2)节点。3)回路。4)网孔。图3-1　复杂电路举例3.1　基尔霍夫定律及其应用3.1.1　基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(Kirchhoff′sLaw)又称为基尔霍夫第一定律，简称KCL，它是用来确定连接在同一节点上的各支路电流间关系的。由于电流的连续性，电路中任何一点(包括节点在内)均不能堆积电荷，也不能发散电荷。因此，任一瞬时流入某节点的电流之和应该等于由该节点流出的电流之和。例1　在图3-2所示电路中，已知电流I

2、1=50mA，I3=32mA，I4=24mA。求I2、I5、I6。3.1　基尔霍夫定律及其应用解　步骤1：对节点a列KCL方程为图3-2　例1图3.1　基尔霍夫定律及其应用图3-3　KCL的推广3.1　基尔霍夫定律及其应用3Z3.tif3.1　基尔霍夫定律及其应用3.1.2　基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(Kirchhoff'sVoltageLaw)又称为基尔霍夫第二定律，简称KVL，它是用来确定回路中各元器件电压之间关系的。若从回路中任意一点出发，按顺时针方向或逆时针方向沿回路绕行一周，则在此方向上的电位降之和等于电位升之和。例2　在图3-4所示电路中，Uab=10V，Ubc=－8V，

3、Uad=－6V，求Uac和Udc。3.1　基尔霍夫定律及其应用解　假想在a与c之间存在一条支路，图3-4　例2图3.1　基尔霍夫定律及其应用从而构成两个假想回路acba、adca，按逆时针方向列出KVL方程为3.1.3　基尔霍夫定律的应用以复杂电路中各支路电流为未知量，根据基尔霍夫电流定律和电压定律分别列出所需要的KCL与KVL方程，联立解出各未知的支路电流的方法，称为支路电流法。此方法是求解复杂电路的最基本方法，是基尔霍夫定律最重要、最直接的应用。1)指定各支路电流为未知量，在电路图中标定它们的参考方向，同时标出各电源电压的参考方向；一般电阻电压的参考方向与对应电流方向选得一致，不必再标

4、。2)根据基尔霍夫电流定律列出KCL方程。3)根据基尔霍夫电压定律列出KVL方程，应注意KVL方程中电阻电压要用对应电阻和电流的乘积表示。3.1　基尔霍夫定律及其应用4)联立所列方程并解方程组，求出未知的支路电流或其他未知量。例3　在图3-5所示的电路中，Us1=40V，Us2=16V，R1=10Ω，R2=4Ω，R3=20Ω，求各支路电流。解　步骤1：本电路共有3条支路，设3条支路电流分别为I1、I2和I3，它们的参考方向如图3-5所示。图3-5　例3图3.2　戴维南定理及其应用3.2.1　戴维南定理的内容在有些情况下，只需要计算复杂电路中某一条支路的电流或电压。对于这种情况，可将这条待求

5、支路从整个电路中划出，而把其余部分电路看作是一个有源二端网络。所谓有源二端网络，就是内部含有独立电源且有两个引出端子的电路，它可以是任意简单或复杂的电路。这样，原来的复杂电路就由有源二端网络与待求支路两部分组成，如图3⁃6a所示。图3-6　戴维南定理示意图3.2　戴维南定理及其应用3.2.2　戴维南定理应用举例1.只计算某一条支路的电流或电压3.2　戴维南定理及其应用例4　在图3-7a所示电路中，Us1=140V，Us2=90V，R1=20Ω，R2=5Ω，R3=6Ω，试用戴维南定理求电流I3和电压U3。图3-7　例4图解　图3-7a点划线框内为一有源二端网络，为求Us，将待求支路从a、b处

6、断开划出，此有源二端网络a、b处的开路电压Uoc=Us，如图3-7b所示，其中电流I′为3.2　戴维南定理及其应用2.当待求支路负载取不同值时重复计算其电流或电压例5　图3-8a所示的分压器电路中，Us=200V，R1=R2=500Ω，试分别计算当电阻R为750Ω、250Ω、150Ω、0时的电流I及电压U。3.2　戴维南定理及其应用图3-8　例5图解　将待求支路从a、b处断开划出，得一有源二端网络，如图3-8b所示，电压Us为3.2　戴维南定理及其应用3.2　戴维南定理及其应用3.2　戴维南定理及其应用3.计算含有一个非线性元器件的电路例6　求图3-9a所示电路中二极管VD的电流。3.2　

7、戴维南定理及其应用图3-9　例6图解　本例中二极管属于非线性器件，它具有单向导电特性：只有当a点电位高于b点时它才导通，否则截止。因此需首先判断它是否导通。3.2　戴维南定理及其应用3.3　叠加定理及其应用3.3.1　叠加定理的内容叠加定理指出：当线性电路中有多个电源共同作用时，任何一条支路的电流或电压都可以看成是由各个电源单独作用时，在该支路产生的电流或电压的代数和。叠加定理是反映线性电路基本性质的一条重要原理，它不仅