电路应用基础 教学课件 作者 王雪瑜第2章 电路的分析方法.ppt

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1、第2章电路的分析方法本章学习要求●掌握电阻的各种等效电路：串联电路、并联电路、混联电路、星形连接、三角形连接。●掌握电源的等效变换的分析方法。●能够正确使用支路电路法列写电路的方程。●能够正确应用叠加原理分析和计算电路。●掌握等效电源定理，在电路分析中能够熟练地应用该定理。●理解受控源的概念。2.1电阻的串、并联等效变换2.2电阻的星形—三角形等效变换2.3电源串、并联电路的等效变换2.4电压源与电流源的等效变换2.5支路电流分析法2.6网孔电流分析法2.7节点电压分析法2.8叠加定理与替代定理2.9戴维南定理与诺顿定理2.10含受控源电

2、路的分析本章目录2.1电阻的串、并联等效变换2.1.1、电阻的串联电路学会利用串联、并联电路特点简化电路问题，认识等效电阻与原串联或并联的电阻之间的“等效代替”关系在电路中，把几个电阻元件依次首尾连接起来，中间没有分支，在电源的作用下流过各电阻的是同一电流，这种连接方式叫做电阻的串联2.1.2电阻的并联电路在电路中，若加在各个电阻两端的电压为同一电压，则这些电阻为并联连接，简称并联2.1.3电阻的混联电路电阻之间既有串联也有并联，这样的电路称为电阻的混联连接，简称混联2.2电阻的星形—三角形等效变换电路有3个引出端子与外部电路相连接，则称

3、为三端电路。三端电阻电路有2种：一种是星形电路，记为，如图所示；另一种为三角形电路，记为△，如图所示。三端电阻电路既不是串联，也不是并联。Y形电路等效变换为△形电路△形电路等效变换为Y形电路8V6V4V6V4A2A1A3A串联的恒压源可以合并，并联的恒流源可以合并2.3电源串、并联电路的等效变换伏安特性实际电压源模型IUEUIRO+-E内阻串！E/RO开路点短路点IU2.4电压源与电流源的等效变换实际电流源模型ISROUI并！伏安特性IUISIS·RO开路点短路点IU内阻U=IsR0-IR0两种电源的等效互换等效互换的条件：对

4、外的电压电流相等。I=I'Uab=Uab'即：外特性一致IRO+-EbaUabISabUab'I'RO'aE+-bIUabRO电压源电流源Uab'RO'IsabI'电源等效变换的注意事项（1）“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。IsaRO'bUab'I'RLaE+-bIUabRORLRO中不消耗能量RO'中则消耗能量对内不等效对外等效时例如：(2)注意转换前后E与Is的方向aE+-bIROE+-bIROaIsaRO'bI'aIsRO'bI'E与IS方向一致！(3)恒压源和恒流源不能等效互换abI'Ua

5、b'IsaE+-bI恒压源和恒流源伏安特性不同！(4)在进行等效变换时，与恒压源串联的电阻和与恒流源并联的电阻可以作为其内阻处理。分析计算复杂电路的各种方法中，支路电流法是最基本的方法之一。支路电流法是以支路电流i为未知量，根据基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律（因为欧姆定律必定要用，所以就不提了），分别列出电路中的节点电流方程和回路电压方程，然后联立求解出各支路中的电流。对于有n个节点、b条支路的电路，要求解支路电流，未知量共有b个。只要列出b个独立的电路方程，便可以求解这b个变量。2.5支路电流法支路电流方程的列写步骤如下①分析电路，

6、在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路标出回路绕向。②从电路的n个节点中任意选择n−1个节点列写KCL方程（n个节点，只有n−1个独立的方程）。③选择基本回路，结合元件的特性方程列写b−(n−1)个KVL方程（为了保证各方程独立，列网孔电压方程）。④联立上述方程，且为b元一次方程组，求解方程，得到各个支路电流，并确定各支路电流的实际方向。⑤进一步计算支路电压或进行其他分析。以支路电流为未知量，根据KCL、KVL列关于支路电流的方程，进行求解的过程。基本步骤如下：第1步：选定各支路电流参考方向，如图1-49所示。各节点KCL方程如下：

7、I1−I3+I4=0，−I1−I2+I5=0，I2+I3−I6=0，−I4−I5+I6=0可见，上述4个节点的KCL方程相互是不独立的。第2步：对（n−1）个独立节点列KCL方程。如果选图1-49所示电路中的节点4为参考节点，例则节点1、2、3为独立节点，其对应的KCL方程必将独立，即I1−I3+I4=0，−I1−I2+I5=0，I2+I3−I6=0第3步：对b−(n−1)个独立回路列关于支路电流的KVL方程，即R1I1+R5I5+US4−R4I4−US1=0−R2I2+US2−R6I6−R5I5=0R4I4−US4+R6I6−US3+R

8、3I3=0第4步：联立述6个方程，组成6元一次方程组，求解方程得到各个支路电流。支路中含有恒流源的情况解：选定各支路电流的参考方向和回路绕行方向如图1-50（b）所示。图中有3条支路，由于恒流