电工与电子技术 教学课件 1 作者 于荣义 1_ 电工与电子技术 - 02.pptx

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1、电工与电子技术第二章电路的分析方法沈阳大学信息工程学院电子信息工程系电路的分析方法是在电路的基本概念和基本定律的基础上，对复杂电路的分析。首先是通过对电路进行等效化简，使复杂电路变成简单电路。然后是对不同类型、不同结构和不同要求下的电路运行分析。复杂电路在结构上具有多回路的特点；或具有多电源共同作用的特征。从而使电路具有一定的复杂程度，用简单电路的分析方法分析各种复杂电路就显得力不从心了。本章具体介绍复杂电路的解题思想，包括电阻电路中如何实现在结构上的化简及等效电阻概念的建立，以及通过电压源与电流源的等效变换建立等效电路，使电路得到有效的化简。这些都是电路分析中所必须具备

2、的理论基础和分析方法。本章还就复杂电路解题方法中的：支路电流法、结点电压法、叠加定理、戴维宁与诺顿定理进行详细的介绍。本章最后对非线性电路也作了一般性的阐述。电阻的串联与并联是大家最熟悉的概念之一，通过对串联与并联电路的分析，建立等效电阻的概念，提出了化简电路的基本思想，从而对串并联理论有新的认识，实现对电路结构上的化简。2.1电阻串、并联连接及等效变换2.1.1电阻的串联电路如图2-1-1所示。若干电阻按顺序首尾相连，这种连接称电阻的串联。电阻串联的特点是：每个电阻流过的电流为同一电流，即串联电路电流处处相等。图2-1-1电阻的串联电流通过每个电阻产生的压降为，，，根据

3、串联电路的基本理论：电路的端电压等于各元件电压之和，即（2-1-1）将各电压表达式代入式（2-1-1）则有根据欧姆定律，一段电路对电流的阻碍作用为（2-1-2）由此得出结论：电阻串联电路中，等效电阻等于各电阻的和。电阻串联电路的等效电路如图2-1-2所示。图2-1-2电路的等效电阻若串联电路中只有两个电阻，如图2-1-3所示。图2-1-3两个电阻串联的电路根据串联电路等效电阻的概念，其等效电阻为每个电阻上的电压分别为（2-1-3）式（2-1-3）称串联电路的分压公式。2.1.2电阻的并联如果把若干电阻按如图2-1-4所示形式连接起来，称电阻的并联。电阻并联特点是：每个电阻

4、两端的电压为电路的端电压，即所有电阻两端电压相同。图2-1-4电阻的并联连接因为每个电阻两端的电压为，则有，，，根据基尔霍夫电流定律得（2-1-4）将各支路电流表达式代入式（2-1-4）中，得根据欧姆定律，等式右端也可表示为对电流的阻碍作用，也可把若干电阻用等效电阻表示。不同的是电路中电压和电流的关系，由变成了。其等效电阻自然由变成了，即则有（2-1-5）即等效电阻的倒数等于各电阻倒数的和。并将电路等效成图2-1-5所示的电路。若电路只有两个电阻并联，如图2-1-6所示，则电路中的电流可分为电路总电流和支路电流。各支路电流与总电流的关系可通过以下过程实现。图2-1-5并联

5、电路的等效电阻图2-1-6两个电阻并联（2-1-6）将式（2-1-6）称并联电路的分流公式。在电路中，通常人们把的值视为一段电路上对电流的阻碍作用，用等效电阻来表示，其值越大对电流的阻力就越大。并联电路中若电阻因素在等式的一端，另一端却得到了的比值，显然用来表示是恰当的，其值越大对电流的阻碍作用就越小。令，称为电导。电导的单位：西门子（S）。对于若干电阻并联，其共同作用的结果为（2-1-7）即并联电路中总电导等于各电导的和。这就提供了一个多电阻并联计算等效电阻的方法。电阻强调的是阻（阻碍作用），而电导强调的是导（疏导作用）。供电电路中更多的是使用并联结构。在电阻电路中，并

6、联的负载电阻越多（负载增大）其总电阻的值就越小，总电导的值就越大。【例2-1】电路如图2-1-7所示，已知，，，，电源电压，求：电路中的电流、和。图2-1-7例2-1图【解】该电路的特点是“多电阻”“串并联”。根据等效电阻的概念和串并联的理论将电路进行有效化简，图2-1-7（a）→图2-1-7（b）→图2-1-7（c）→图2-1-7（d）展示了化简电路的具体步骤。（1）（2）（3）（4）（5）（6）【例2-2】电路如图2-1-8所示，根据已知条件求：（1）等效电阻；（2）电路中的电流。图2-1-8例2-2图【解】（1）求等效电阻，首先根据串并联的理论对电路进行化简。由图2

7、-1-8（a）可以看出与并联，得与并联，得通过化简如图2-1-8（b）所示。在这个电路中与串联，而后又与并联，得，化简后如图2-1-8（c）所示电路。最后化简为图2-1-8（d）所示的电路。其等效电阻为（2）计算电路中的电流以上例题展示了利用串并联理论对电路实施的化简过程，可以感受到化简所带来的方便，也可体会出化简在解题过程中的重要性。2.2电阻的星形连接与三角形连接及等效变换解题过程中，化简给人们带来的好处是不言而喻的。但有些电路却不能使用串并联理论实现化简，如图2-2-1所示的电路。图2-2-1电阻结构的星形-三角形变换若