铁道车辆电工电子基础教学课件作者曹阳任务2.ppt

《铁道车辆电工电子基础教学课件作者曹阳任务2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、任务２　电路的基本定律２.１　电压源与电流源及其等效变换２.２　基尔霍夫定律２.３　支路电流法２.４　结点电压法２.５　叠加原理２.６　戴维南定理返回２.１　电压源与电流源及其等效变换电源的电路模型有两种表示形式：一种是以电压形式表示的电路模型，称为电压源；另一种是以电流形式表示的电路模型，称为电流源。2.1.1　电压源电压源模型是由一恒定的电动势Ｅ和其等效内阻Ｒ０串联而成的，用ＵＳ表示，其电路模型如图２－１所示。下一页返回２.１　电压源与电流源及其等效变换式中，Ｕ表示电源输出电压。它随电源输出电流的

2、变化而变化，其外特性曲线如图２－２所示。从电压源外特性曲线可以看出：电压源输出电压的大小，与其内阻阻值的大小有关。当输出电流变化时，内阻Ｒ０越小，输出电压的变化就越小，也就越稳定。当Ｒ０＝０时，Ｕ＝Ｅ，电压源输出的电压是恒定不变的，与通过它的电流无关，电压源是恒压源。Ｒ０＝０这种状态是理想情况下的，所以恒压源又称为理想电压源。理想电压源的电路与外特性曲线如图２－３所示。上一页下一页返回２.１　电压源与电流源及其等效变换2.1.2　电流源将式（２－１）两边除以电压源的内阻，得上一页下一页返回２.１　电压

3、源与电流源及其等效变换由式（２－３）可得电流源的电路模型，如图２－４所示，图中两条支路并联，流过的电流分别为Ｕ／Ｒ０和Ｕ／ＲＬ。当Ｒ０＝∞时（Ｒ０≫ＲＬ）电流Ｉ＝Ｕ／ＲＬ，恒等于ＩＳ，此时电流源为理想电流源，也称恒流源。理想电流源的电路和外特性。2.1.3　电压源与电流源的等效变换经过上述分析可知，对于负载电路而言，电流源和电压源的外特性相同，因此它们的电路模型之间是等效的，可以等效变换，如图２－７所示。上一页下一页返回２.１　电压源与电流源及其等效变换虽然电流源和电压源的等效关系不影响外电路的工作状

4、态，但是电源内部是不等效的。例如在图２－７（ａ）中，当电压源开路时，Ｉ＝０，内阻Ｒ０无损耗；但在图２－７（ｂ）中，当电流源开路时，电源内部仍有电流，内阻Ｒ０有损耗。同理电压源短路（Ｒ０＝∞）时，Ｕ＝０，电源内部有电流，有损耗。需要指出：（１）理想电压源（Ｒ０＝０）和理想电流源（Ｒ０＝∞）外特性不相等，故不可等效变换；（２）上述电压源为由电动势为Ｅ的理想电压源和内阻Ｒ０串联的电路，电流源是电流为ＩＳ和内阻Ｒ０并联的电路（图２－７），两者是等效的。（３）在数值上，等效变换前后，Ｅ＝ＩＳＲ０。上一页返回２.

5、２　基尔霍夫定律欧姆定律是电路分析与计算的基础。除了欧姆定律，电路分析与计算还离不开基尔霍夫定律（又称克希荷夫定律），基尔霍夫定律又分为基尔霍夫电流定律和电压定律。电流定律应用于对电路结点的分析，电压定律应用于对电路回路的分析。以图２－９所示电路为例，介绍支路、结点和回路的概念。（１）支路：简单地说，电路中通过同一电流的分支称为支路。图２－９所示电路中有ａｃｂ、ａｄｂ和ａｂ三条支路。其中，ａｃｂ、ａｄｂ支路中有电源，叫含源支路；ａｂ支路中无电源叫无源支路。（２）结点：电路中三条及三条以上支路的连接点叫

6、结点。图２－９电路中，共有ａ、ｂ两个结点，ｃ和ｄ不是结点。下一页返回２.２　基尔霍夫定律（３）回路：由一条或多条支路组成的闭合路径叫回路。在图２－９电路中，共有三个回路：ａｂｃａ、ａｄｂａ、ｃｂｄａｃ。2.2.1　基尔霍夫电流定律（ＫＣＬ）基尔霍夫电流定律是用来确定连接在同一结点上的各个支路电流之间的关系。“电路中任何一个结点，所有支路电流的代数和等于零”，这就是基尔霍夫电流定律基本内容。电流的正负号通常规定为：参考方向指向结点的电流取正号，背离结点的电流取负号。上一页下一页返回２.２　基尔霍夫定律2

7、.2.2基尔霍夫电压定律（ＫＶＬ）基尔霍夫电压定律是用来确定回路中的各段电压间的关系。“在任一回路中，从任何一点以顺时针或逆时针方向沿回路循行一周，则所有支路或元件电压的代数和等于零”，这就是基尔霍夫电压定律的基本内容。为了应用ＫＶＬ，必须指定回路的参考方向，当电压的参考方向与回路的参考方向一致时为正号，反之为负号。上一页返回２.３　支路电流法简单电路就是能用电阻串并联方法化简和电源等效变换求解的电路，前面与大家学习了简单电路的分析与计算方法。归纳有：１．单电源多电阻电路可利用欧姆定律、电阻的等效简化

8、，利用分压、分流原理分析计算求得。２．多电源多电阻电路采用电源等效变换方法化简求解。复杂电路就是不能采用电阻串并联及电源等效变换求解的电路，如图２－１３所示电路。复杂电路的分析求解要应用支路电流法、结点电压法、叠加原理、戴维南定理等方法分析计算。下一页返回２.３　支路电流法本节主要介绍支路电流法。所谓支路电流法就是以支路电流为电路变量，应用基尔霍夫电流定律（ＫＣＬ）列写结点电流方程式，应用基尔霍夫电压定律（ＫＶＬ）列出回路的电压方程式求得各支路电流。下面