電路與電子學(xué)2直流電路ppt課件

1、 1.1 1.1 電路與電路模型電路與電路模型 1.2 1.2 電流、電壓、電位電流、電壓、電位 1.3 1.3 電功率電功率 1.4 1.4 電阻元件電阻元件 1.5 1.5 電壓源與電流源電壓源與電流源 1.6 1.6 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 1.8 1.8 支路電流法支路電流法 1.9 1.9 節(jié)點電位分析法節(jié)點電位分析法 1.10 1.10 疊加原理疊加原理 1.11 1.11 等效電源定理等效電源定理 1.12 1.12 含受控源的電阻電路含受控源的電阻電路 1.7 1.7 簡單的電阻電路簡單的電阻電路1.1 電路與電路模型電路與電路模型電池電池?zé)襞轃襞軺sIRU+_負(fù)載負(fù)載電源電

2、源一個最簡單的實例電源：為電路提供電能量的元件。負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換為其它方式能量的元件。1.2 電流、電壓、電位電流、電壓、電位一、物理量的正方向：一、物理量的正方向：1、實踐正方向、實踐正方向2、假設(shè)正方向、假設(shè)正方向?qū)嵺`正方向：實踐正方向： 物理中對電量規(guī)定的方向。物理中對電量規(guī)定的方向。假設(shè)正方向參考正方向：假設(shè)正方向參考正方向： 在分析計算時，對電量人為規(guī)定的方向。在分析計算時，對電量人為規(guī)定的方向。USIRU+_二、物理量正方向的表示方法二、物理量正方向的表示方法ua_+正負(fù)號正負(fù)號bUab高電位在前， 低電位在后 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭uab電電壓壓+-IR電流：從高電位電流：從高電

3、位 指向低電位。指向低電位。IRUabUS+_ab電池電池?zé)襞轃襞蓦娐贩治鲋械募僭O(shè)正方向參考方向電路分析中的假設(shè)正方向參考方向問題的提出：在復(fù)雜電路中難于判別元件中物理量問題的提出：在復(fù)雜電路中難于判別元件中物理量 的實踐方向，電路如何求解？的實踐方向，電路如何求解？電流方向電流方向AB？電流方向電流方向BA？US1ABRUS2(1) 在解題前先設(shè)定一個正方向，作為參考方向；在解題前先設(shè)定一個正方向，作為參考方向；解題方法解題方法(3) 根據(jù)計算結(jié)果確定實踐方向：根據(jù)計算結(jié)果確定實踐方向：假設(shè)計算結(jié)果為正，那么實踐方向與假設(shè)方向一致；假設(shè)計算結(jié)果為正，那么實踐方向與假設(shè)方向一致；假設(shè)計算結(jié)果為

4、負(fù)，那么實踐方向與假設(shè)方向相反。假設(shè)計算結(jié)果為負(fù)，那么實踐方向與假設(shè)方向相反。(2) (2) 根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式；并依此進(jìn)展計算。表達(dá)式；并依此進(jìn)展計算。US1ABRUS2IR在電路中任選一節(jié)點，設(shè)其電位為零在電路中任選一節(jié)點，設(shè)其電位為零(用用此點稱為參考點。其它各節(jié)點對參考點的電壓，便是此點稱為參考點。其它各節(jié)點對參考點的電壓，便是該節(jié)點的電位。記為：該節(jié)點的電位。記為：“VX留意：電位為單下標(biāo)。留意：電位為單下標(biāo)。標(biāo)志標(biāo)志),Va = 5V a 點電位：點電位：ab15Aab15AVb = -5V b 點

5、電位：點電位： 電位值是相對的,參考點選得不同，電路中其它各點的電位也將隨之改動； 電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考點的不同而改動。留意：電位和電壓的區(qū)別留意：電位和電壓的區(qū)別Va = 5V a 點電位：點電位：ab15Aab15AVb = -5V b 點電位：點電位：電位在電路中的表示法電位在電路中的表示法R1R3+E1-E2R2E1+_E2+_R1R2+15V-15V 參考電位在哪里？參考電位在哪里？15V+-15V+-R1R2R1R2例：* 電路中的參考點是人為確定的，bR1=20R2=5U2=90VU1=140V+-R3=6+_dacI1=4AI2=6AI3=10AbR1=20

6、R2=5Ud=+90VUC=+140VR3=6dacI1=4AI2=6AI3=10A* 電路中的電位隨參考點而定，但是兩點之間的電壓不隨參考點的變化而改動。bR1=20R2=5Vd=+90VVC=+140VR3=6dacI1=4AI2=6AI3=10AbR1=20R2=5R3=6dacI1=4AI2=6AI3=10AVVb0VVa60VVC140VVd90VVb60VVa0VVC80VVd30V309060daadVVUV30)30(0daadVVU1.3 電功率電功率假設(shè)假設(shè)U I方向不一方向不一致結(jié)果如何？致結(jié)果如何？aIRUb功率的概念：功率的概念：設(shè)電路中恣意兩點間的電壓為設(shè)電路中恣意

7、兩點間的電壓為 U ，流入，流入此部分電路的電流為此部分電路的電流為 I， 那么這部分電路耗費(fèi)那么這部分電路耗費(fèi)的功率為的功率為:W IUP功率有正負(fù)！功率有正負(fù)！ 在在 U U、 I I 正方向選擇一致的前提下，正方向選擇一致的前提下， IRUab或或IRUab“吸收功率負(fù)載吸收功率負(fù)載“發(fā)出功率電源發(fā)出功率電源假設(shè)假設(shè) P = UI 0假設(shè)假設(shè) P = UI P = UI 0 0IUab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系根據(jù)能量守衡關(guān)系P吸收吸收= P發(fā)發(fā)出出P = - UI 當(dāng)電壓電流的當(dāng)電壓電流的正方向相反時正方向相反時: :aE+-bIUabRORL0P 當(dāng)計算出某部分電路的當(dāng)計算出某部分電路的

8、P 0 P 0 時時, , 那么闡明那么闡明 U U、I I 的的實踐方向一致，此部分電路耗費(fèi)電功率，其性質(zhì)為負(fù)載。實踐方向一致，此部分電路耗費(fèi)電功率，其性質(zhì)為負(fù)載。結(jié)結(jié) 論論在進(jìn)展功率計算時，假設(shè)假設(shè)在進(jìn)展功率計算時，假設(shè)假設(shè) U U、I I 正方向一致正方向一致. . 當(dāng)計算出某部分電路的當(dāng)計算出某部分電路的 P 0 P E 時，時， I 0 闡明方向與圖中假設(shè)方向一致闡明方向與圖中假設(shè)方向一致當(dāng)當(dāng) UabE 時，時， I 0 闡明方向與圖中假設(shè)方向相反闡明方向與圖中假設(shè)方向相反E+_baIUabR(4) 為了防止列方程時出錯，習(xí)慣上把為了防止列方程時出錯，習(xí)慣上把 I 與與 U 的方向的

9、方向 按一樣方向假設(shè)，既按一樣方向假設(shè)，既“一致方向。一致方向。(1) 方程式方程式U/I=R 僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。(2) “實踐方向是物理中規(guī)定的，而實踐方向是物理中規(guī)定的，而“假設(shè)正方向那假設(shè)正方向那么么 是人們在進(jìn)展電路分析計算時是人們在進(jìn)展電路分析計算時,恣意假設(shè)的。恣意假設(shè)的。 (3) 在以后的解題過程中，留意一定要先假定在以后的解題過程中，留意一定要先假定“正方向正方向 (即在圖中闡明物理量的參考方向即在圖中闡明物理量的參考方向)，然后再列方程，然后再列方程 計算。短少計算。短少“參考方向的物理量是無意義的參考方向的物理量是無意義的. 提示提

10、示1.5 電壓源與電流源電壓源與電流源一一. .電壓源電壓源SSIRUUI+-URSUSIUUSRS越大越大斜率越大斜率越大特點：特點：(1(1輸出電輸出電 壓不變，其值恒等于電動勢。壓不變，其值恒等于電動勢。 即即 Uab Uab US US； 2電源中的電流由外電路決議。電源中的電流由外電路決議。理想電壓源理想電壓源 恒壓源恒壓源: RS= 0 : RS= 0 時的電壓源時的電壓源. .恒壓源中的電流由外電路決議恒壓源中的電流由外電路決議設(shè)設(shè): US = 10V當(dāng)當(dāng)R1 、R2 同時接入時：同時接入時： I=10AIUS+_abUabR22例例 當(dāng)當(dāng)R1接入時接入時 ： I=5A那么：那么

11、：2R1二二. . 電流源電流源bISRSaUabISabSRUIIIsUabI伏安特性伏安特性 電流源模型電流源模型RSRS越大越大特性越陡特性越陡理想電流源恒流源理想電流源恒流源): RS=): RS= 時的電流源時的電流源. . 特點：特點：1輸出電流不變，其值恒等于電輸出電流不變，其值恒等于電 流源電流流源電流 IS； abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性2輸出電壓由外電路決議。輸出電壓由外電路決議。恒流源兩端電壓由外電路決議恒流源兩端電壓由外電路決議IUIsR設(shè)設(shè): IS=1 A R=10 時，時， U =10 V R=1 時，時， U =1 V那么那么:例例例題例題原那么：

12、原那么：IsIs不能變，不能變，US US 不能變。不能變。SabUIRU電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓b_+IUS RaUab=?Is電壓源中的電流電壓源中的電流如何決議？電流如何決議？電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少？于多少？恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量US+_abIUabUab = US 常數(shù)常數(shù)Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對外電路負(fù)載對 Uab 無影響。無影響。IabUabIsI = Is 常數(shù)常數(shù)I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向

13、均為恒定，外電路負(fù)載對外電路負(fù)載對 I 無影響。無影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決議由外電路決議端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決議均由外電路決議三三. .兩種電源的等效互換兩種電源的等效互換 等效互換的條件：對外的電壓電流相等。等效互換的條件：對外的電壓電流相等。I = I Uab = Uab即：即：IRS+-USbaUabUabISabI RS等效互換公式等效互換公式SSabRIUURIRIRIIUSSsSsabISabUabIRS那么那么SSRIURIRISSsRIUSsSRRSSI = I U

14、ab = Uab假假設(shè)設(shè)IRS+-USbaUabSSSSsRRRUIRRRIUSSSsSaUS+-bIUabRS電壓源電壓源電流源電流源UabRSIsabI 等效變換的本卷須知等效變換的本卷須知“等效是指等效是指“對外等效等效互換前后對外伏對外等效等效互換前后對外伏-安安特性一致，特性一致，對內(nèi)不等效。對內(nèi)不等效。(1)IsaRSbUabI RLRS中不耗費(fèi)能量中不耗費(fèi)能量RS中那么耗費(fèi)能量中那么耗費(fèi)能量0IIUUUSabab對內(nèi)不等效對內(nèi)不等效對外等效對外等效aUS+-bIUabRSRLLR時時例如例如:留意轉(zhuǎn)換前后留意轉(zhuǎn)換前后 US US 與與 Is Is 的方向的方向(2)aUS+-bI

15、RSUS+-bIRSaIsaRSbIaIsRSbI(3)恒壓源和恒流源不能等效互換恒壓源和恒流源不能等效互換abIUabIsaUS+-bI0SSSSURUI不存在不存在(4) 進(jìn)展電路計算時，和恒壓源串電阻與和恒流進(jìn)展電路計算時，和恒壓源串電阻與和恒流源并電阻兩者之間均可等效變換。源并電阻兩者之間均可等效變換。RS 和和 RS 不不一定是電源內(nèi)阻。一定是電源內(nèi)阻。US +-bIRSaaIsRSbI111REI 333REI IsR1R3R2R5R4I3I1I應(yīng)應(yīng)用用舉舉例例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?(接上頁接上頁)IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3IsR5R4IR3

16、R1R2I3I1+RdEd-R5I+R4E4-(接上頁接上頁)R5I 4432132131/RIERRRRRRRIIESddR1/R2/R3I1+I3R4IS454RRREEIdd10V+-2A2I討論題討論題?IA32410A72210A5210III哪哪個個答答案案對對? +-10V+-4V2 用來描畫電路中各部分電壓或各部分電流用來描畫電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系，包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電間的關(guān)系，包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個定律。壓兩個定律。名詞注釋：名詞注釋：節(jié)點節(jié)點N：三個或三個以上支路的結(jié)合點：三個或三個以上支路的結(jié)合點支路支路B：電路中每一個分支：電路中每一個

17、分支回路回路L：電路中任一閉合途徑：電路中任一閉合途徑# 網(wǎng)孔網(wǎng)孔M：內(nèi)部不含支路的回路。：內(nèi)部不含支路的回路。 支路：支路：ab、ad、 . 共共6條條回路：回路：abda、 bcdb、 . 共共7 個個節(jié)點：節(jié)點：a、 b、 . (共共4個個例例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-網(wǎng)孔：網(wǎng)孔： abda 、 bcdb 、 adca 共共 3 個個 對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點的電流對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點的電流等于由該節(jié)點流出的電流。等于由該節(jié)點流出的電流。4231IIII基爾霍夫電流定律的基爾霍夫電流定律的 根據(jù)：電流的延續(xù)性根據(jù)：電流的延

18、續(xù)性 I =0即：即：I1I2I3I4例例04231IIII或者說，在任一瞬間，恣意或者說，在任一瞬間，恣意節(jié)點電流的代數(shù)和為節(jié)點電流的代數(shù)和為 0。 例例電流定律還可以擴(kuò)展到電路的恣意封鎖面。電流定律還可以擴(kuò)展到電路的恣意封鎖面。I1+I2=I3I=0I1I2I3例例E3R1+_R+E2E1+_R_IRI=? 對電路中的任一回路，沿恣意循行方向繞行一周，其電位升等于電位降對電路中的任一回路，沿恣意循行方向繞行一周，其電位升等于電位降?；?，電壓的代數(shù)和為。或，電壓的代數(shù)和為 0。例如：例如： 回路回路 a-d-c-a33435544RIEERIRI電位升電位升電位降電位降即：即：0U或：或：0

19、33435544RIEERIRII3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-普通選擇順時針的電壓降落方向：普通選擇順時針的電壓降落方向：033355444ERIRIERI 問題的提出：在用基爾霍夫電流定律或電壓定問題的提出：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程時，終究可以列出多少個獨(dú)立的方程？律列方程時，終究可以列出多少個獨(dú)立的方程？例例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下電路中應(yīng)列幾個電流方程？幾個分析以下電路中應(yīng)列幾個電流方程？幾個電壓方程？電壓方程？電流方程：電流方程：節(jié)點節(jié)點a：節(jié)點節(jié)點b：321III213III獨(dú)立電流方程只需

20、獨(dú)立電流方程只需 1 個個電壓方程：電壓方程：#1#2#32211213322233111RIRIEERIRIERIRIE獨(dú)立電壓方程有獨(dú)立電壓方程有 2 個個baI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3E1設(shè)：電路中有設(shè)：電路中有N個節(jié)點，個節(jié)點，B個支路個支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a獨(dú)立的節(jié)點電流方程有獨(dú)立的節(jié)點電流方程有 (N -1) 個個獨(dú)立的回路電壓方程有獨(dú)立的回路電壓方程有 (B -N+1)=M個個那么：那么：普通為網(wǎng)孔個數(shù)普通為網(wǎng)孔個數(shù)獨(dú)立電流方程：個獨(dú)立電流方程：個獨(dú)立電壓方程：個獨(dú)立電壓方程：個？求：求：I1、I2 、I3 能否很快說出結(jié)果能否很

21、快說出結(jié)果討論題討論題A11433IA615432IA7321III1+-3V4V11+-5VI1I2I3US+-RUS+-RRRRRRR 對于簡單電路，經(jīng)過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如：對于簡單電路，經(jīng)過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如：對于復(fù)雜電路如以下圖僅經(jīng)過串、并聯(lián)無法求解，對于復(fù)雜電路如以下圖僅經(jīng)過串、并聯(lián)無法求解，必需運(yùn)用特定的方法，才干算出結(jié)果。必需運(yùn)用特定的方法，才干算出結(jié)果。 R3R4R5R1R2acdcR3R6R4R5R1R2acdcRcd = ?Y-變換變換 *RdBACDRdACDB123123當(dāng) 時：YRRRR321RRRR312312RRY31未知數(shù)：各支路電流未知數(shù)：各支路電

22、流解題思緒：解題思緒：(1)、根據(jù)克氏定律，列節(jié)點電流、根據(jù)克氏定律，列節(jié)點電流 和回路電壓方程。和回路電壓方程。 (2)、聯(lián)立求解。、聯(lián)立求解。解題步驟：解題步驟：1. 對每一支路假設(shè)一未對每一支路假設(shè)一未 知電流知電流I1-I64. 解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對每個節(jié)點有對每個節(jié)點有0I2. 列電流方程列電流方程對每個回路有對每個回路有0U3. 列電壓方程列電壓方程節(jié)點數(shù)節(jié)點數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6例例1R6I6I3E3-+R3R1I1bdacR5I5R2I2E4R4I4+_節(jié)點節(jié)點a：143III列電流方程列電流方程節(jié)點節(jié)點c：352III節(jié)點節(jié)點b：261III節(jié)點節(jié)點d：564I

23、II取其中三個方程取其中三個方程節(jié)點數(shù)節(jié)點數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6R6I6I3E3-+R3R1I1bdacR5I5R2I2E4R4I4+_列電壓方程列電壓方程電壓、電流方程聯(lián)立求得：電壓、電流方程聯(lián)立求得：61 II0 :33355444ERIRIERIadca0 :665522RIRIRIbcdb0 :6611444RIRIRIEabdaR6I6I3E3-+R3R1I1bdacR5I5R2I2E4R4I4+_能否能少列能否能少列一個方程一個方程?例例20 :0 :0 :364542321SSIIIcIIIbIIIa電流方程電流方程N(yùn)-1個個SII33支路電流未知數(shù)少一個：支路電流未知數(shù)

24、少一個：支路中含有恒流源的情況支路中含有恒流源的情況N=4 B=6R6aI3sI3dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1電壓方程電壓方程B-N+1個：個：0 :552211ERIRIRIabda0:556644RIRIRIbcdb0:4422XURIRIabcaN=4 B=6R6aI3sI3dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1Ux結(jié)果：結(jié)果：5個電流未知數(shù)個電流未知數(shù) + 1個電壓未知數(shù)個電壓未知數(shù) = 6個未知數(shù)個未知數(shù) 由由6個方程求解。個方程求解。N=4 B=6R6aI3sI3dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1UxRIRIRIE0552211 0556

25、644RIRIRI04422XURIRI0 0 0 364542321SSIIIIIIIII支路電流法小結(jié)支路電流法小結(jié)解題步驟解題步驟結(jié)論與引申結(jié)論與引申12對每一支路假設(shè)對每一支路假設(shè)一未知電流一未知電流(1). 假設(shè)未知數(shù)時，正方向可恣意選擇。假設(shè)未知數(shù)時，正方向可恣意選擇。對每個節(jié)點有對每個節(jié)點有0I(1). 未知數(shù)未知數(shù)=B，4解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對每個回路有對每個回路有UE#1#2#3根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決議電流的實踐方向。根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決議電流的實踐方向。3列電流方程：列電流方程：列電壓方程：列電壓方程：(2). 原那么上，有原那么上，有B個支路就設(shè)個支路就設(shè)B個未知數(shù)。個未知

26、數(shù)。 恒流源支路除外恒流源支路除外假設(shè)電路有假設(shè)電路有N個節(jié)點，個節(jié)點，那么可以列出那么可以列出 ？ 個獨(dú)立方程。個獨(dú)立方程。(N-1)(2). 獨(dú)立回路的選擇：獨(dú)立回路的選擇：已有已有(N-1)個節(jié)點方程，個節(jié)點方程， 需補(bǔ)足需補(bǔ)足 B -N -1=M個方程。個方程。普通按網(wǎng)孔選擇普通按網(wǎng)孔選擇支路電流法的優(yōu)缺陷支路電流法的優(yōu)缺陷優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最根本的優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最根本的 方法之一。只需根據(jù)克氏定律、歐方法之一。只需根據(jù)克氏定律、歐 姆定律列方程，就能得出結(jié)果。姆定律列方程，就能得出結(jié)果。缺陷：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個缺陷：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個

27、數(shù)較多，求解不方便。數(shù)較多，求解不方便。支路數(shù)支路數(shù) B=4須列須列4個方程式個方程式ab共共a、b兩個節(jié)點，兩個節(jié)點，b設(shè)為設(shè)為參考點后，僅剩一個未參考點后，僅剩一個未知數(shù)知數(shù)a點電位點電位Va。節(jié)點電位法中的未知數(shù)：節(jié)點電位節(jié)點電位法中的未知數(shù)：節(jié)點電位“VX。節(jié)點電位法解題思緒節(jié)點電位法解題思緒 求其它各節(jié)點電位，求其它各節(jié)點電位，求各支路的電流或電壓。求各支路的電流或電壓。 假設(shè)一個參考電位點，令其電位為零，假設(shè)一個參考電位點，令其電位為零， 節(jié)點電位法適用于支路數(shù)多，節(jié)點少的電路。如：節(jié)點電位法適用于支路數(shù)多，節(jié)點少的電路。如： Vaab節(jié)點電位方程的推導(dǎo)過程節(jié)點電位方程的推導(dǎo)過程以

28、以下圖為例以以下圖為例那么：各支路電流分別為那么：各支路電流分別為 ：5554433222111REVIRVIRVVIREVIRVEIBBBAAA、V0CV設(shè)：設(shè)：543321IIIIII節(jié)點電流方程：節(jié)點電流方程：A點：點：B點：點：ABI3I1R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I4I5C求電位： VA 、 VB 將各支路電流代入將各支路電流代入A、B 兩節(jié)點電流方程，然后整兩節(jié)點電流方程，然后整理得：理得：221133211111RERERVRRRVBA5535431111RERVRRRVAB 其中未知數(shù)僅有其中未知數(shù)僅有VA、VB 兩個，利用兩個方兩個，利用兩個方程即可解出結(jié)

29、果。程即可解出結(jié)果。ABI3I1R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I4I5C節(jié)點電位方程的特點節(jié)點電位方程的特點以以A節(jié)點為例：節(jié)點為例：221133211111RERERVRRRVBA方程左邊：未知節(jié)點的電位乘上方程左邊：未知節(jié)點的電位乘上聚集在該節(jié)點上一切支路電導(dǎo)的聚集在該節(jié)點上一切支路電導(dǎo)的總和稱自電導(dǎo)減去相鄰節(jié)點總和稱自電導(dǎo)減去相鄰節(jié)點(B)的電位乘以與未知節(jié)點的電位乘以與未知節(jié)點(A)共共有支路上的電導(dǎo)稱互電導(dǎo)。有支路上的電導(dǎo)稱互電導(dǎo)。I1R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I4I5CAB方程右邊：與該節(jié)點相聯(lián)絡(luò)的各方程右邊：與該節(jié)點相聯(lián)絡(luò)的各有源支路中的電動勢

30、與本支路電導(dǎo)乘積的代數(shù)和，當(dāng)電動有源支路中的電動勢與本支路電導(dǎo)乘積的代數(shù)和，當(dāng)電動勢方向朝向該節(jié)點時，符號為正，否那么為負(fù)。勢方向朝向該節(jié)點時，符號為正，否那么為負(fù)。5535431111RERVRRRVAB按以上規(guī)律列寫按以上規(guī)律列寫B(tài)節(jié)點方程：節(jié)點方程：I1R1R2-+E1E2R3R4R5+-E5I2I4I5C+-AB133211111RURVRRRVSBA*電路中含有電流源的情況電路中含有電流源的情況I1R1R2USR3R4I2I4ISC+-ABI3SBAIRRVRV433111 當(dāng)電流源方向朝當(dāng)電流源方向朝向該節(jié)點時，符號向該節(jié)點時，符號為正，否那么為負(fù)。為正，否那么為負(fù)。節(jié)點電位法運(yùn)用

31、舉例節(jié)點電位法運(yùn)用舉例1 電路中含有兩個節(jié)點電路中含有兩個節(jié)點，僅剩一個獨(dú)立節(jié)點作為，僅剩一個獨(dú)立節(jié)點作為未知數(shù)未知數(shù) VAVB = 0 V設(shè)設(shè) :432133111111RRRRREREVA那么：那么：I1E1E3R1R4R3R2I4I3I2AB+-+I1I4求求33114321)1111(RERERRRRVA求各支路電流等于多少求各支路電流等于多少?設(shè)：設(shè)：0BV節(jié)點電位法節(jié)點電位法運(yùn)用舉例運(yùn)用舉例2電路中含恒流源的情況電路中含恒流源的情況211111RRIREVSASSARRRIREV1112111那么：那么：?BR1I2I1E1IsR2ARS+-SAIRERRV1121)11( 對于含

32、恒流源支路，列節(jié)點電對于含恒流源支路，列節(jié)點電位方程位方程 時應(yīng)按以下規(guī)那么：時應(yīng)按以下規(guī)那么：方程左邊：按原方法編寫，但不思索恒流源支路的電阻。方程左邊：按原方法編寫，但不思索恒流源支路的電阻。 方程右邊：除思索到電壓源作用外再寫上恒流源的電流。方程右邊：除思索到電壓源作用外再寫上恒流源的電流。 其符號為：電流朝向未知節(jié)點時取正號，其符號為：電流朝向未知節(jié)點時取正號， 電流背叛未知節(jié)點時取負(fù)號。電流背叛未知節(jié)點時取負(fù)號。BR1I2I1E1IsR2ARS+-運(yùn)用舉例運(yùn)用舉例3P20 例：例： 1-10I170VI4I22B+-+1.6A2V1342-10I332270)31()314121(2

33、1VV6.132)10131()31(21VV42841321VV28131021VV441VV 362VV求電路中節(jié)點電位V1 、 V2 是多少？1.10 1.10 疊加原理疊加原理 在多個電源共同作用的線性電路中，各支路在多個電源共同作用的線性電路中，各支路電流或恣意兩點間電壓都是各個電源單獨(dú)作用電流或恣意兩點間電壓都是各個電源單獨(dú)作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。時所得結(jié)果的代數(shù)和。+概念概念:原電路原電路BI2I1 AR1E1R2E2I3R3+_+_E2單獨(dú)作用單獨(dú)作用BI2R1I1R2AE2I3R3+_E1單獨(dú)作用單獨(dú)作用BAI2I1E1R1R2I3R3+_線性電路線性電路 電路參數(shù)不隨電壓、

34、電流的變化而改動電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改動證明：證明：IIIIII I II333222111 22112211321 111EKEKVRERERRRVAA令：令：BAR1E1R2E2I3R3+_+_+原電路原電路BI2I1 AR1E1R2E2I3R3+_+_E2單獨(dú)作用單獨(dú)作用BI2R1I1R2AE2I3R3+_E1單獨(dú)作用單獨(dú)作用BAI2I1E1R1R2I3R3+_2211333 EKEKIRVIAI3I322112211321111EKEKVRERERRRVAA令：令：132111111RRRRK232121111RRRRK其中其中:BAR1E1R2E2I3R3+_+_例例迭加原

35、理用求：迭加原理用求：I= ?不作用的電壓源短路不作用的電壓源短路I=2A不作用的電流源斷路不作用的電流源斷路I= -1AI = I+ I= 1A+解：解：+-10I4A20V101010I4A101010I1010+-20V 有電壓源電流源有電壓源電流源共同作用的情況：共同作用的情況：運(yùn)用迭加定理要留意的問題運(yùn)用迭加定理要留意的問題1. 迭加定理只適用于線性電路電路參數(shù)不隨電壓、 電流的變化而改動。 2. 迭加時只將電源分別思索，電路的構(gòu)造和參數(shù)不變。 將暫時不思索的恒壓源短路，即令E=0； 將暫時不思索的恒流源開路，即令 Is=0。3. 解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電 路中各電

36、壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電 流的代數(shù)和。=+4. 迭加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來 求功率。如：5. 運(yùn)用迭加定理時也可以把電源分組求解，每個分電路的電源個數(shù)能夠不止一個。 333 III 設(shè)：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP那么：I3R3=+補(bǔ)充補(bǔ)充闡明闡明齊性定理齊性定理 只需一個電源作用的線性電路中，各支路只需一個電源作用的線性電路中，各支路的電壓或電流和電源成正比。如：的電壓或電流和電源成正比。如：R2+-E1R3I2I3R1I1假設(shè)假設(shè) E1 添加添加 n 倍，各電流也會添加倍，各電流也會添加 n 倍。倍。顯而易見：顯而易見：例例 US

37、=1V、IS=1A 時，時， Uo=0V知：知：US =10 V、IS=0A 時，時，Uo=1V求：求：US =0 V、IS=10A 時，時， Uo=?設(shè)設(shè)解：解：SSOIKUKU211和和 2聯(lián)立求解得：聯(lián)立求解得：1 .01 .021KKV110)1 .0(01 .0OU當(dāng) US =1V、IS=1A 時，) 1 (.01121KKUO當(dāng) US =10 v、IS=0A 時，)2(.101021KKUOUS線性無線性無源網(wǎng)絡(luò)源網(wǎng)絡(luò)UOIS無源二端網(wǎng)絡(luò)：無源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：有源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源ABAB二端網(wǎng)絡(luò)：假設(shè)一個

38、電路只經(jīng)過兩個輸出端與外二端網(wǎng)絡(luò)：假設(shè)一個電路只經(jīng)過兩個輸出端與外電路相聯(lián)，那么該電路稱為電路相聯(lián)，那么該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)。二端網(wǎng)絡(luò)。Two-terminals = One port等效電源定理的概念有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型替代 - 戴維南定理有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型替代 - 諾頓定理 有源二端網(wǎng)絡(luò)用電源模型替代，便為等效電源定理。AB( (一一) ) 戴維南定理戴維南定理留意：留意：“等效是指對端口外等效等效是指對端口外等效概念：概念：有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。 有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)REdRd+_R 等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸

39、入電阻。有源網(wǎng)絡(luò)變無源網(wǎng)絡(luò)的原那么是：電壓源短路，電流源斷路 等效電壓源的電動勢Ed 等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開端電壓；ABdRR xdUE 有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)xUAB相應(yīng)的相應(yīng)的無源無源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)AB有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)REdRd+_R戴維南定理的證明戴維南定理的證明0ILdRREI2有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)xUEE21有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RLIUx_+I_E1E2Ux+RLE1=+有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)IUx+_RL+E2IRL無源無源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)(Rd)_LdxLdRRURREIII200ILddRREIE1=+有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)IUx+_RL+E2IRL無源無

40、源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)(Rd)_戴維南定理運(yùn)用舉例之一戴維南定理運(yùn)用舉例之一知：知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 E=10V求：當(dāng)求：當(dāng) R5=10 時，時，I5=?等效電路等效電路有源二端有源二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E第一步：求開端電壓第一步：求開端電壓UxV2434212RRRERRREUUUDBADxUxR1R3+_R2R4E24/4321RRRRRdRdR1=20 , R2=30 R3=30 , R4=20 E=10V知：R5I5R1R3+_R2R4EABR1R3R2R4第二步：求輸入電阻第二步：求輸入電阻 Rd等效電

41、路等效電路EdRd+_R5 I5R5I5R1R3+_R2R4EEd = UX = 2VRd=24 105R時：時：A059.01024255RREIdd第三步：求未知電流第三步：求未知電流 I5戴維南定理運(yùn)用舉例之二戴維南定理運(yùn)用舉例之二求：求：U=?_33 4 4 505 1A8V+10VCDEABRLU+_EdRd+_RL U第一步：求開端電壓第一步：求開端電壓Ux。V954010EBDECDACxUUUUU此值是所求此值是所求結(jié)果結(jié)果 U 嗎？嗎？4 4 505 1A8V+10VCDEABUx+_5754/450dR第二步：求等效電壓源電阻第二步：求等效電壓源電阻 Rd。Rd445054

42、 4 505 1A8V+10VCDEABUx+_-第三步：求解未知電壓。第三步：求解未知電壓。V3 . 33333579UEdRd579V33+_(二二) 諾頓定理諾頓定理概念：概念：有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型等效。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型等效。 = 等效電流源等效電流源 Id 為有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端的短路電流為有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端的短路電流 等效電阻等效電阻 仍為相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻仍為相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻Rd有源有源二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)ABABIdRd諾頓定理運(yùn)用舉例諾頓定理運(yùn)用舉例(同前例同前例等效電路等效電路有源二端有源二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)知：R1 = 20 、 R2 = 30 R3 = 3

43、0 、 R4 = 20 E = 10V 求：當(dāng) R5 = 10 時，I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E第一步：求短路電流第一步：求短路電流 IdV5V10 0BACDVVVVVA=VBId =0 ?R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 E=10V知：有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)AIdDCBR1R3+_R2R4ER1/R3R2/R4+-EA、BCDAIIId083.0213020V5V10 021RRVVVVBACDBI1I2A25.011RVVIACA167.022RVVIDADCR1R3+_R2R4EAId第二步：求等效電流源電阻第二步：求等效

44、電流源電阻 Rd2430/2030/20/4321RRRRRdRdR1R3R2R4計算方法與戴維南定理一樣計算方法與戴維南定理一樣等效電路等效電路R5I5R1R3+_R2R4EI5ABId240.083AR510Rd第三步：求解未知電流第三步：求解未知電流 I5。A059.0 55RRRIIdddI5ABId240.083AR510Rd1.12 1.12 含受控電源的電阻電路含受控電源的電阻電路電源電源非獨(dú)立源受控源非獨(dú)立源受控源獨(dú)立源獨(dú)立源電壓源電壓源電流源電流源ibicECBibic= ibibicECB獨(dú)立源和非獨(dú)立源的異同獨(dú)立源和非獨(dú)立源的異同一樣點：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路一樣點

45、：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路 提供電壓或電流。提供電壓或電流。 受控源的電動勢或輸出電流受電受控源的電動勢或輸出電流受電 路中某個電壓或電流的控制。它不路中某個電壓或電流的控制。它不 能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制 量決議。量決議。不同點：獨(dú)立電源的電動勢或電流是非電不同點：獨(dú)立電源的電動勢或電流是非電能量提供的，其大小、方向和電路能量提供的，其大小、方向和電路中的電壓、電流無關(guān)；中的電壓、電流無關(guān)； 受控源分類受控源分類壓控電壓源壓控電壓源12 UU12 UU+-U1+-U2壓控電流源壓控電流源U112 UgI I212 UgI 流控電流源流控電流源12 II

46、I2I112 II流控電壓源流控電壓源I1+-12 IrU 12 IrU+-U2受控源電路的分析計算受控源電路的分析計算 電路的根本定理和各種分析計算方法電路的根本定理和各種分析計算方法仍可運(yùn)用，只是在列方程時必需添加一個仍可運(yùn)用，只是在列方程時必需添加一個受控源關(guān)系式。受控源關(guān)系式。普通原那么：普通原那么：例例求：求：I1、 I2ED= 0.4 UAB電路參數(shù)如下圖電路參數(shù)如下圖ADDSSAVEREIRERRV4.0112121那么：那么： 設(shè)設(shè) VB = 0用節(jié)點電位法用節(jié)點電位法解：解：+-_Es20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2ED解得：解得：V15AVA5 .425

47、.2A5 .221520121SIIIIADDSSAVEREIRERRV4 . 0112121+-_Es20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2ED受控源電路分析計算受控源電路分析計算- - 要點要點1 1 在用迭加原理求解受控源電路時，只應(yīng)分別在用迭加原理求解受控源電路時，只應(yīng)分別思索獨(dú)立源的作用；而受控源僅作普通電路參數(shù)思索獨(dú)立源的作用；而受控源僅作普通電路參數(shù)處置，不能單獨(dú)取消。處置，不能單獨(dú)取消。ED = 0.4UAB上例上例+-_EsIsEDABR1R3R2(1) Es 單獨(dú)作用單獨(dú)作用() Is 單獨(dú)作用單獨(dú)作用 根據(jù)迭加定理根據(jù)迭加定理IIII II222111Es+-

48、R1R2AB ED= 0.4UABI1I2+-R1R2ABED=0.4UABI1I2IsED = 0.4UAB+-_EsIsEDABR1R3R2I1I2IRUUIREUABABSAB22114 .0解得解得A75. 3V5 .1221I IUAB代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：I IIU IUABAB212126 . 0220(1) Es 單獨(dú)作用單獨(dú)作用Es+-R1R2AB ED= 0.4UABI1I2節(jié)點電位法：節(jié)點電位法：V5 . 2UAA75. 025 . 25 . 24 . 024 . 0A25. 125 . 2211AAAVVIRVI() Is 單獨(dú)作用單獨(dú)作用+-R1R2ABED=0.4UABI1I2IsSDAIRERRV22111224 . 02121AAVV3最后結(jié)果：最后結(jié)果：A5.4A5.2222111IIIIII+-R1R2ABED=0.4UABI1I2IsEs+-R1R2AB ED= 0.4UABI1I2受控源電路分析計算受控源電路分析計算 - - 要點要點2 2 可以用兩種電源互換、等效電源定理等方法，簡可以用兩種電源互換、等效電源定理等方法，簡化受控源電路。但簡化時留意不能把控制量化簡掉?；芸卦措娐?。但簡化時留意不能把控制量化簡掉。否那么會留下一個