电子科大电路分析课件2.pdf

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1、第二章用网络等效简化电路分析当电路规模比较大时，建立和求解电路方程都比较困难，此时，可以利用网络等效的概念将电路规模减小，从而简化电路分析。当我们对某个负载电阻或电阻单口网络的电压，电流和电功率感兴趣，如图2－1(a)所示，可以用单口网络的等效电路来代替单口网络，得到图2－1(b)和(c)所示的电阻分压电路和分流电路，从而简化电路的分析。图2－1本章介绍利用网络等效概念简化电路分析的一些方法，先讨论电阻分压电路和分流电路，再介绍线性电阻单口网络的电压电流关系及其等效电路，然后讨论电阻星形联结联接和三角形联结的等效变换，最后讨论简单非线性电阻电路的分析。§2－1电阻分压电路和分流

2、电路本节通过对常用的电阻串联分压电路和电阻并联分流电路的讨论，导出电阻串联的分压公式和电阻并联的分流公式，并举例说明它的使用。一、电阻分压电路对图2－2所示两个电阻串联的分压电路进行分析，得出一些有用的公式。图2－2对图2－2所示电阻串联分压电路列出KCL方程iii12列出KVL方程uuu12列出电路元件的VCR方程uuuRiuRiS111222将电阻元件的欧姆定律代入KVL方程，得到电流i的计算公式uuu＝RiRi(RR)iS12112212uSiRR12将它代入电阻元件的欧姆定律，得到计算电阻电压的分压公式RR12uuuu1S2SRRRR

3、1212一般来说，n个电阻串联时，第k个电阻上电压可按以下分压公式计算Rkuu(2－1)knSRkk1电阻串联分压公式表示某个电阻上的电压与总电压之间的关系。分压公式说明某个电阻电压与其电阻值成正比例，电阻增加时其电压也增大。值得注意的是电阻串联分压公式是在图2－2电路所示的电压参考方向得到的，与电流参考方向的选择无关，当公式中涉及的电压变量u或u的参考方向发生变化时，kS公式中将出现一个负号。例2－1电路如图2－3所示，求R=0,4,12，∞时的电压U。ab图2－3解:利用电阻串联分压公式可以求得电压U和Uacbc612U8V6VU8Vacbc2

4、612R将电阻R之值代入上式，求得电压U后，再用KVL求得bcU，计算结果如下所示：abR0412∞U6V6V6V6VacU8V6V4V0VbcU＝U－U-2V02V6Vabacbc由计算结果可见，随着电阻R的增加，电压U逐渐bc减小，电压U由负变正，说明电压U的实际方向可以随abab着电阻R的变化而改变。例2－2图2－4(a)所示电路为双电源直流分压电路。试求电位器滑动端移动时，a点电位的变化范围。图2－4解:将+12V和-12V两个电位用两个电压源替代，得到图(b)所示电路模型。当电位器滑动端移到最下端时，a点的电位与c点电位相同当电位器滑动端移到最下端时，a点

5、的电位与c点电位相同1kVVU12V24V12V10Vaccd1k10k1k当电位器滑动端移到最上端时，a点的电位与b点电位相同10k1kVVU12V24V12V10Vabbd1k10k1k当电位器滑动端由下向上逐渐移动时，a点的电位将在－10～10V间连续变化。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。下面讨论一个实际电源向一个可变电阻负载供电时，负载电流i和电压u的变化规律。画出电源向一个可变电阻负载R供电的电路模型，如图2－5所示，图中的电阻LR表示电源的内阻。o图2－5图2－5列出负载电流i的公式uSuRi1So

6、sci＝＝iscRoRL1RL1RL1kRRoo其中k=R/R表示负载电阻与电源内阻之比，i=u/R表Loscso示负载短路时的电流。用分压公式写出负载电压u的公式RLRRkLOuuu＝uSOCOCRORL1RL1kRO其中k=R/R，u=u表示负载开路时的电压。Loocs负载电阻吸收的功率kpuiui2OCSC(1k)系数k=R/R取不同数值时计算出一系列电流电压和功Lo率的相对值，如下表所示：k=R00.20.40.60.81.02.03.04.05.0∞L/Roi/i10.8330.7140.6250.5550.50.3330.250.20.1

7、670scu/u00.1670.2860.3750.4440.50.6670.750.80.8331ocp/p00.5560.8160.9380.98810.8890.750.640.5560imax根据以上数据可以画出电压、电流和功率随负载电阻变化的曲线，如图2－6所示。由此可见：1．当负载电阻由零逐渐增大时，负载电流由最大值i=u/R逐渐到零，其中当负载电阻与电源内阻相等时，电scso流等于最大值的一半。2．当负载电阻由零逐渐增大时，负载电压由零逐渐增加到最大值u=u，其中当负载电阻与电