[信息与通信]10[单口网络等效概念].ppt

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1、第四章分解方法和单口网络——用等效化简的方法分析电路本章的主要内容：1、分解、等效的概念；2、单口网络的等效化简，等效变换的公式;3、置换定理，戴维南定理，诺顿定理，最大功率传递定理；4、T形网络和形网络的等效变换。一、单口网络：4-1单口网络的电压电流关系N1N2acbdIN1N2acbd分解组成定义：仅有两端子与外部相连的电路。也称为二端网络或一端口网络。二、单口网络的电压电流关系：由端口端电压与端电流关系来表征，称伏安关系。三、伏安关系的计算方法：外加电源法：在端口外加一个电压源或电流源，采用任

2、一种方法求出电压电流关系方程。符号：abN+u–iRSUS+uiKVL：u=US–RS·i5Ωi110VXui+–+–20Ω11’例：试求单口网络11’端的伏安关系。外加电流源i解法一：两类约束法KVL：10=5i1+uu=20（i1–i）解法二：节点法∴u=8–4i∴u=8–4i4-2单口网络的置换---置换定理一、置换定理:（替代定理）在任意网络(线性或非线性)中,若某一支路电压为u,电流为i，可以用电压为u的电压源，或电流为i的电流源置换,而不影响网络的其它电压电流。注意图（b）电压源置换电压极

3、性相同图（b）电流源置换电流方向相同二、意义：一旦网络中某支路电压或电流成为已知量时，则可用一个独立源来替代该支路或单口网络，从而简化电路的分析与计算。例1求图示电路在I=2A时，20V电压源发出的功率。解：用2A电流源替代电阻Rx和单口网络N2例2图(a)电路中，已知电容电流iC(t)=2.5e-tA，用替代定理求i1(t)和i2(t)。解：用iC(t)=2.5e-tA的电流源替代电容，得图(b)，用叠加定理求得：4-3单口网络的等效电路等效规律和公式一、等效的概念：1.定义：具有相同伏安关系的网络称

4、为相互等效的网络。i=f1(u)i=f2(u)f1=f2iuOiuON1N2iiuu2.意义：NN1+uiNN2+ui①②若N1与N2等效，可以相互代换。(1)等效后端口处的电压电流(u、i)不变；(2)未被替换部分(N)的内部变量也保持不变；(3)N1与N2的内部不同，即等效是对外等效。二、等效规律和公式：1.串联电阻的等效电路——等效电阻复习电阻两端首尾相联，各电阻流过同一电流的连接方式，称为电阻的串联。2.并联电阻的等效电路——等效电导R1RR2电阻两端首尾分别相联，各电阻处于同一电压下的连接

5、方式，称为电阻的并联。4.理想电流源并联——等效电流源ISIS3IS2IS13.理想电压源串联——等效电压源US1US2US3USUS=US1US2+US3其中与US参考方向相同的电源取正号，反之取负号IS=IS1IS2+IS35.电压源并联(1)(2)不允许，违背KVL同理：电压源不允许短路6V5V5V5V5V6.电流源串联（1）5A5A5A（2）不允许，违背KCL同理：电流源不允许开路5A6A7.实际电压源与实际电流源相互等效VCR：U=US-RSIU=RSIS-RSIRSRSISUS+-

6、UI+-UI重点比较可得等效的条件：US=RSIS；RS=RS应用注意：两种电路等效变换的方向为非关联8.电压源与其他元件（除电压源外）并联：9.电流源与其他元件（除电流源外）串联：难点NIs+UsN+UsIs结论：N是多余元件，可以去掉。不影响端口的伏安关系及电路其余部分的电压和电流。对外等效！10.受控电压源与受控电流源相互等效受控源和独立源一样可以进行电源转换；转换过程中注意不要丢失控制量。（1）例1：求等效电路28V（3）5V5（4）55A3A10（2）例2:求下列各电路的等效电源解

7、:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+(c)a+-2V5VU+-b2+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+等效化简法是电路分析中常用而简便的方法，它可以将一个复杂的电路经一次或多次的等效变换，化简为一个单回路或单节点的简单电路。这样只需列写一个KVL方程或一个KCL方程，便可以求解电路，避免列解方程组的烦琐过程。4-4用等效化简的方法分析电路12一、求二端网络的最简等效电路例1、求等效电阻7Ω3Ω3Ω10Ω6Ω5Ω1.只含电阻的电路最简

8、:一个单回路或单节点的电路。22例2、求等效电阻ab60606020202044结论只含电阻单口网络最简等效为一个电阻。2.含独立源电路例230.5A1V0.2A0.5A550.3A51.5V含独立源和电阻电路或ISRSUSRS结论含独立源单口网络等效为实际电压源（电阻和电压源的串联）或者实际电流源（电阻和电流源的并联）例1：求图(a)单口网络的等效电路。将电压源与电阻的串联等效变换为电流源与电阻的并联。将电流源与