電路的基本理論and基本分析方法課件

1、電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件 電路的基本分析方法電路的基本分析方法電路的基本理論and基本分析方法課件電路的分析方法電路的分析方法電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件URRRU2111 URRRU2122 1 1。定義：。定義：若干電阻依次首尾相連，中間沒有分若干電阻依次首尾相連，中間沒有分支，此種連接方式稱為電阻的串聯(lián)支，此種連接方式稱為電阻的串聯(lián)電路的基本理論and基本分析方法課件IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR 電路的基本理論and基本分析方法課件 思考與分析思考與分析 1 14 4

2、1 1為什么說串聯(lián)電阻是越串越大，為什么說串聯(lián)電阻是越串越大，并聯(lián)電阻是越并越小？并聯(lián)電阻是越并越小？1 14 42 2 要把一個(gè)額定電壓為要把一個(gè)額定電壓為24V24V，電阻，電阻為為240240的指示燈，接到的指示燈，接到36V電源中使用，電源中使用，應(yīng)串聯(lián)多大電阻？應(yīng)串聯(lián)多大電阻？1 14 43 3在一根電阻絲兩端加上一定電壓在一根電阻絲兩端加上一定電壓后，通過的電流是后，通過的電流是0.4 A0.4 A，把這根電阻絲，把這根電阻絲對(duì)折并擰在一起后，再接到原來的電壓上，對(duì)折并擰在一起后，再接到原來的電壓上，此時(shí)流過電阻絲的電流變?yōu)槎嗌?？此時(shí)流過電阻絲的電流變?yōu)槎嗌伲? 14 44 4用分

3、壓公式求圖用分壓公式求圖2.1.42.1.4（a a）中的）中的電壓電壓U1和和U2；用分流公式求圖；用分流公式求圖2.1.42.1.4（b b）中的電流中的電流I1和和I2。電路的基本理論and基本分析方法課件1 14 45 5 三個(gè)電阻并聯(lián)，它們的電阻分三個(gè)電阻并聯(lián)，它們的電阻分別為別為R1=2，R2=R3=4，設(shè)總電流為，設(shè)總電流為5A，試求總電阻試求總電阻R、總電壓、總電壓U及各條支路上的電及各條支路上的電流流I1、I2、I3。電路的基本理論and基本分析方法課件【練習(xí)與思考】v1.4.6 判斷下列說法是否正確 （1）在節(jié)點(diǎn)處各支路電流的方向不能均設(shè)為流入節(jié)點(diǎn)，否則將只有流入節(jié)點(diǎn)的電流

4、而無流出節(jié)點(diǎn)的電流。 （2）利用節(jié)點(diǎn)KCL方程求解某一支路電流時(shí)，不會(huì)因所設(shè)的電流參考方向的不同而影響最后的計(jì)算結(jié)果。 （3）從物理意義上說，KCL應(yīng)對(duì)電流的實(shí)際方向說才是正確的，但對(duì)電流的參考方向來說也必然是正確的。電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件15 電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)v151電氣設(shè)備的額定值v電氣設(shè)備的使用壽命與其絕緣材料的耐熱性與絕緣強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)流過電氣設(shè)備的電流過大時(shí)，絕緣材料會(huì)因過熱而損壞；當(dāng)電壓過高時(shí)，絕緣會(huì)因高壓而擊穿。v為了使電氣設(shè)備在工作中的溫度不超過最高工作溫度，通過它的最大允許電流就必須有一個(gè)限值。通常把這個(gè)限定的電

5、流值稱為該電氣設(shè)備的額定電流，用IN表示；為了限制電氣設(shè)備的電流以及限制絕緣材料所承受的電壓，允許加在電氣設(shè)備上的電壓也有一個(gè)限值。通常把這個(gè)限定的電壓值稱為該電氣設(shè)備的額定電壓，用UN表示；額定電壓與額定電流的乘積稱為額定功率，用PN表示，即PN=INUN。v電氣設(shè)備的額定值通常標(biāo)注在設(shè)備的銘牌上，故又稱為銘牌值。電路的基本理論and基本分析方法課件15 電源的有載工作狀態(tài)、開路與短路v151電氣設(shè)備的額定值v電氣設(shè)備的使用壽命與其絕緣材料的耐熱性與絕緣強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)流過電氣設(shè)備的電流過大時(shí)，絕緣材料會(huì)因過熱而損壞；當(dāng)電壓過高時(shí)，絕緣會(huì)因高壓而擊穿。v為了使電氣設(shè)備在工作中的溫度不超過最高工作

6、溫度，通過它的最大允許電流就必須有一個(gè)限值。通常把這個(gè)限定的電流值稱為該電氣設(shè)備的額定電流，用IN表示；為了限制電氣設(shè)備的電流以及限制絕緣材料所承受的電壓，允許加在電氣設(shè)備上的電壓也有一個(gè)限值。通常把這個(gè)限定的電壓值稱為該電氣設(shè)備的額定電壓，用UN表示；額定電壓與額定電流的乘積稱為額定功率，用PN表示，即PN=INUN。v電氣設(shè)備的額定值通常標(biāo)注在設(shè)備的銘牌上，故又稱為銘牌值。電路的基本理論and基本分析方法課件v電氣設(shè)備在額定值狀態(tài)下運(yùn)行是最經(jīng)濟(jì)合理的，稱為滿載；低于額定值的工作狀態(tài)稱為輕載，輕載會(huì)使設(shè)備工作不正常。如“220V、40W”的白熾燈，在供電線路負(fù)荷過大，線路電壓降為180V時(shí)，

7、會(huì)明顯感覺到燈光昏暗。而“220V、1214W”的家用空調(diào)器此時(shí)就會(huì)啟動(dòng)困難，甚至不能工作；高于額定值的工作狀態(tài)稱為過載，過載會(huì)使設(shè)備溫度過高、絕緣材料老化、壽命縮短、且可能造成設(shè)備和人身事故v【例151】 有一標(biāo)有“100 4W”字樣的電阻器，求其額定電壓和額定電流。v解：)(V201004RPUNN)A(2 . 010020RUINN電路的基本理論and基本分析方法課件v電路一般有三種工作狀態(tài)，即負(fù)載狀態(tài)、短路狀態(tài)、開路狀態(tài)，如圖所示。v1。負(fù)載狀態(tài)v圖中，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電源與負(fù)載構(gòu)成閉合回路，電源處于有載工作狀態(tài)，電路中有電流流過。152 電路的工作狀態(tài)電路的基本理論and基本分析方法

8、課件v2。短路狀態(tài)v圖中，當(dāng)a、b兩點(diǎn)間用導(dǎo)線相連時(shí)，電阻R被短路。a、b間導(dǎo)線稱為短路線，短路線中的電流叫短路電流。v短路可分為有用短路和故障短路。有時(shí)為了滿足電路工作的某種需要，可以將局部電路（如某一電路元件或某一儀表等）短路（稱為短接），或按技術(shù)要求對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行短路試驗(yàn)，這此都屬于有用短路；故障短路往往會(huì)造成電路中電流過大，使電路無法正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生事故，應(yīng)力求防止。電路的基本理論and基本分析方法課件v3。開路狀態(tài)v圖中，開關(guān)S斷開或電路中某處斷開，切斷的電路中沒有電流流過，此時(shí)的電路稱為開路。開路又叫斷路，斷開的兩點(diǎn)間的電壓稱為開路電壓。v開路也分為正常開路和故障開路。如不需

9、要電路工作時(shí)，把電源開關(guān)打開為正常開路；而燈絲燒斷，導(dǎo)線斷裂產(chǎn)生的開路為故障開路，它使電路不能正常工作。電路的基本理論and基本分析方法課件（a a）負(fù)載狀態(tài)）負(fù)載狀態(tài) （b b）短路狀態(tài)）短路狀態(tài) （c c）開路狀態(tài)）開路狀態(tài)電路的基本理論and基本分析方法課件v思考與分析v151 電路的工作狀態(tài)通常有哪三種？v152 一只內(nèi)阻為0.01的電流表能否直接接到24V電源的兩端？為什么？v152 額定值分別為110V、60W和110V、40W的兩個(gè)燈泡，可否把它們串聯(lián)起來后接到220V的電源上工作？為什么？v電路的基本理論and基本分析方法課件v電氣設(shè)備在額定值狀態(tài)下運(yùn)行是最經(jīng)濟(jì)合理的，稱為滿載

10、；低于額定值的工作狀態(tài)稱為輕載，輕載會(huì)使設(shè)備工作不正常。如“220V、40W”的白熾燈，在供電線路負(fù)荷過大，線路電壓降為180V時(shí)，會(huì)明顯感覺到燈光昏暗。而“220V、1214W”的家用空調(diào)器此時(shí)就會(huì)啟動(dòng)困難，甚至不能工作；高于額定值的工作狀態(tài)稱為過載，過載會(huì)使設(shè)備溫度過高、絕緣材料老化、壽命縮短、且可能造成設(shè)備和人身事故v【例151】 有一標(biāo)有“100 4W”字樣的電阻器，求其額定電壓和額定電流。v解：)(V201004RPUNN)A(2 . 010020RUINN電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and

11、基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件 當(dāng)不需求當(dāng)不需求a、c和和b、d間的電流時(shí)，間的電流時(shí)，(a、c)( b、d)可分別看成一個(gè)結(jié)點(diǎn)?？煞謩e看成一個(gè)結(jié)點(diǎn)。電路的基本理論and基本分析方法課件 支路數(shù)支路數(shù)b =4，且恒流，且恒流源支路的電流已知。源支路的電流已知。I1= 2A， I2= 3A， I3=6A 例例3：試求各支路電流。試求各支路電流。對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) a： I1 + I2 I3 = 7對(duì)回路對(duì)回路1：12I1 6I2 = 42對(duì)回路對(duì)回路2：6I2 + UX = 0baI2I342V+I112 6 7A3 cd123+UX對(duì)回路對(duì)回

12、路3：UX + 3I3 = 0電路的基本理論and基本分析方法課件1 15 51 基爾霍夫電流定律的內(nèi)容是什么？它的適用范基爾霍夫電流定律的內(nèi)容是什么？它的適用范圍如何？圍如何？1 15 52 若電路中有若電路中有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以列出幾個(gè)有效的個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以列出幾個(gè)有效的KCL方程？方程？1 15 53 KCL KCL如何推廣應(yīng)用在假想的節(jié)點(diǎn)上？如何推廣應(yīng)用在假想的節(jié)點(diǎn)上？1 15 54 4 基爾霍夫電壓定律的內(nèi)容是什么？基爾霍夫電壓定律的內(nèi)容是什么？1 15 55 5 KVL KVL方程如何推廣應(yīng)用在沒有閉合的電路中？如方程如何推廣應(yīng)用在沒有閉合的電路中？如何用來求解任意二點(diǎn)間的電壓？何用來求解

13、任意二點(diǎn)間的電壓？1 15 56 6在圖在圖示示電路中，各有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)？幾個(gè)網(wǎng)孔？并列電路中，各有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)？幾個(gè)網(wǎng)孔？并列寫出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電流方程，以及各個(gè)網(wǎng)孔的回路電壓寫出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電流方程，以及各個(gè)網(wǎng)孔的回路電壓方程。方程。電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件2121RRUIISIRRRI2121 S21221111IRRRRRUIIISIRRRI2112 S21121222 I + I = IIRRRRRU電路的基本理論and基本分析方法課件12112112111211 ) (RIRIRIIRIP 電路的基本理論

14、and基本分析方法課件A1A5510322RRUIV5V5122S RIU電路的基本理論and基本分析方法課件A5 . 0A5 . 0A1 222 III所所以以A5 . 01555S3232 IRRRIV5 . 2V55 . 022S RIUV5 . 72.5V5VSSS UUU電路的基本理論and基本分析方法課件思考與分析v161 疊加定理適用于什么電路？疊加定理適用于什么電路？v161 能否用疊加定理求解電路中各元件能否用疊加定理求解電路中各元件上的功率？上的功率？電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論a

15、nd基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件A5 . 2A4420402121RRUUI電路的基本理論and基本分析方法課件 221210RRRRR，所所以以電路的基本理論and基本分析方法課件A2A13230303RRUIS電路的基本理論and基本分析方法課件電路的基本理論and基本分析方法課件A2 . 1A5512211 RREIA8 . 0A51012432 RREIR0abR3R4R1R28 . 5434321210RRRRRRRRR，所以電路的基本理論and基本分析方法課件A126. 0A108 . 52G0GRRUIS電路的基本理論a

16、nd基本分析方法課件v 電路的基本理論and基本分析方法課件 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理（補(bǔ)充內(nèi)（補(bǔ)充內(nèi)容）容）v在測(cè)量、電子和信息工在測(cè)量、電子和信息工程系統(tǒng)中，常會(huì)遇到電程系統(tǒng)中，常會(huì)遇到電阻負(fù)載如何從電源獲得阻負(fù)載如何從電源獲得最大功率的問題。這類最大功率的問題。這類問題可以用戴維南定理問題可以用戴維南定理來分析。來分析。 電路的基本理論and基本分析方法課件v寫出負(fù)載獲得的功率表寫出負(fù)載獲得的功率表達(dá)式為達(dá)式為v在有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)在有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及參數(shù)一定的條件下，構(gòu)及參數(shù)一定的條件下，UOC、Ro一定，要使一定，要使PL最最大，大，v負(fù)載獲得最大功率的條負(fù)載獲得最大功率

17、的條件也稱為最大功率傳輸件也稱為最大功率傳輸定理，在工程上，電路定理，在工程上，電路滿足最大功率傳輸條件滿足最大功率傳輸條件時(shí)稱為阻抗匹配。時(shí)稱為阻抗匹配。oL2Lo2ocLo2LoL2ocL2Lo2ocL2L4)(4)()(RRRRURRRRRURRRURIPoLRR o2ocmax4RUP電路的基本理論and基本分析方法課件v【例【例1】 圖所示電路中，圖所示電路中，已知已知US=24V，R0=3，試求試求RL分別為分別為1、3、9時(shí)，負(fù)載獲得的功時(shí)，負(fù)載獲得的功率及電源的效率。率及電源的效率。電路的基本理論and基本分析方法課件解：（解：（1）當(dāng)）當(dāng)RL=1時(shí)時(shí)A)(61324L0SRR

18、UI)W(36162L2LRIP)W(144246SSIUPU%2514436SLUPP電路的基本理論and基本分析方法課件（2）當(dāng)）當(dāng)RL=3時(shí)時(shí)A)(43324L0SRRUI)W(48342L2LRIP)W(96244SSIUPU%509648SLUPP電路的基本理論and基本分析方法課件（3）當(dāng)RL=9時(shí))W(36922L2LRIPA)(29324L0SRRUI)W(48242SSIUPU%754836SLUPP電路的基本理論and基本分析方法課件v此例驗(yàn)證了最大功率傳輸條件。比較上面三種情況，此例驗(yàn)證了最大功率傳輸條件。比較上面三種情況，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)負(fù)載獲得最大功率時(shí)，電源的效率并不是最可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)負(fù)載獲得最大功率時(shí)，電源的效率并不是最大而只有大而只有50%，也就是說電源產(chǎn)生的功率有一半在電源內(nèi)，也就是說電源產(chǎn)生的功率有一半在電源內(nèi)部消耗掉了。電力系統(tǒng)中要求盡可能地提高電源的效率，部消耗掉了。電力系統(tǒng)中要求盡可能地提高電源的效率，以便充分地利用能源，因而不能采用阻抗匹配條件。但在以便充分地利用能源，因而不能采用阻抗匹配條件。但在測(cè)量、