电路基础02直流电路的一般分析ppt课件.ppt

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1、第2章直流电路的一般分析2.1电阻电路及连接方式2.2电压源、电流源的电路及等效变换2.3支路电流法2.4节点电压法2.5叠加定理2.6戴维南定理2.7诺顿定理2.8最大功率传输2.1电阻电路及连接方式2.1.1等效网络的定义“等效”是电路分析中极为重要的概念之一,电路的等效变换分析方法是电路分析中常用的一种方法。根据电路的结构，当一个电路只有两个端钮与外部相连接时，就称作二端网络，或一端口网络。每一个二端元件，如电阻、电容等，便是二端网络的最简单形式。图2-1所示为二端网络的一般符号。流过二端网络的端钮电流、端钮间电压分别叫做端口电流I,端口电压U，

2、图中给出的U、I参考方向对二端网络为关联参考方向。返回下一页2.1电阻电路及连接方式如果有两个结构和元件参数完全不同的二端网络B和C,如图2-2所示,若B与C有完全相同的电压、电流关系（即给B加电压U,产生电流I,给C加电压U,产生的电流I与B的电流I相等）,则称B与C是互为等效的二端网络。这就是电路等效的一般定义。请注意，两个等效的网络的内部结构和元件参数虽不相同，但对外部而言，它们的影响完全相同，既有完全相同的电压、电流关系。等效网络互换后，它们的外部情况不变，“等效”是指“对外等效”。相互等效的两个电路在电路分析中可以相互代换,代换前后对B和C以

3、外的电路中的电压、电流等参数不产生任何影响,如图2-3所示,若B与C等效,则对A电路来说,用图（a）与用图（b）求A中的各电量效果相同。返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式这种等效在实际应用中可经常见到。例如,额定值为220V、1kW的白炽灯和额定值为220V、1kW的电炉,虽然二者结构和性能完全不同,但是,对220V电源来说,从电源获得的电流和功率完全相等。2.1.2电阻的串联图2-4(a)所示是三个电阻串联的电路模型,它可等效成图（b）所示的电路模型。由图（a）知:串联就是几个元件依次按顺序首尾相接,中间没有分岔的一种连接形式。电阻串联电路有以

4、下几个特点（参考图2-4）:（1）由KCL可知,通过各电阻的电流为同一电流。（2）由KVL可知,外加电压等于各个电阻上电压之和,即（2-1）返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式（3）电源供给的功率等于各个电阻所消耗的功率之和,即（2-2)根据二端网络对外等效的定义,对图2-4(a)有（2-3）对图2-4（b）有（2-4）对比式（2-3）和式（2-4）,知（2-5）返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式以上是由三个电阻串联构成电路的等效电阻，同理可推导出由个电阻串联构成电路的等效电阻：（2-6）式（2-6）指出:电阻串联,其等效电阻

5、等于各串联电阻之和。依据式（2-6）还可推导出，电阻串联时，每电阻上的电压分别为（2-7）返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式式（2-7）说明，在串联电路中，外加电压一定时，各电阻端电压的大小与它的电阻值成正比。式（2-7）称为电压分配公式。应用此公式时，注意各电阻上电压的参考方向。如果进一步将式（2-7）两边同乘以电流I，则有（2-8）式（2-8）说明，个电阻串联时吸收的总功率等于各个电阻吸收功率之和。（2-9）式（2-9）说明:电阻串联时电阻值大消耗的功率大。电阻的功率与它的电阻值成正比。返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式根据电阻串联电路

6、的特性，电阻串联有诸多应用。电压表测量电压的原理就是其一；需要扩大电压表的量程时，可将电压表与电阻串联；还有当负载的额定电压低于电源电压时，可以利用串联一个电阻来分压；为调节电路中的电流大小，通常可在电路中串联一个变阻器。例2.1有一量程为100mV，内阻为1kΩ的电压表。如欲将其改装成量程为，的电压表，试问应采用什么措施?解：欲扩大电压表量程，可将该电压表与适当电阻串联，如图2-5所示，当量程为时，根据串联电阻分压特性，可得：返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式则当阻值为时，即可满足量程U1=1V。同理返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式2.

7、1.3电阻的并联图2-6（a）所示是三个电阻并联的电路模型,其等效电路为图2-6（b）。由图（a）知:并联就是几个元件首和首相接,尾与尾相接,各电阻分别构成一条支路的连接方式。电阻并联有如下几个特点:（1）由图2-6(a)可知,各电阻上的电压相等。（2）根据KCL,总电流等于各支路电流之和,即(2-10)返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式式中（3）电阻并联时总的消耗功率等于各电阻上消耗的功率之和,即（2-11）若推广到一般情况:个电阻并联,等效电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和。即个电导并联,等效电导等于各个电导之和。即（2-12）（2-1

8、3）返回上一页下一页2.1电阻电路及连接方式式中:,分别为相并联的第i个电阻、电导,n为相并联