電路分析基礎(chǔ)第六章

1、第第6 6章章 串串/ /并聯(lián)組合電路并聯(lián)組合電路展召敏2013.9本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 熟練掌握等效電路的概念，能把基本的組合電路分解成等效的串并聯(lián)形式，然后計(jì)算電流、電壓和電阻； 理解負(fù)載效應(yīng)，能夠根據(jù)負(fù)載的觀點(diǎn)，運(yùn)用戴維南定理及等效電路代替線性組合電路。2022-5-102等效電路等效電路等效電路指與另一個(gè)電路具有相同的電氣特性并且比原電路更簡(jiǎn)單的電路。等效串聯(lián)電路等效并聯(lián)電路2022-5-103R1R2R3R2|R3=R2，3R1，2例例6.16.1（1）從電源看進(jìn)去的總電阻是多少？（2）電源流出的總電流是多少？（均方根值）（3）V2是多少？2022-5-104例例6.26.2(1

2、)畫(huà)出等效電路(2)求出RT,V1，V2，V5。（注: 電壓都是均方根值）2022-5-105戴維南定理戴維南定理戴維南定理（Thevenins theorem）表明，若從兩個(gè)輸出端觀察，則任意一個(gè)二端電阻電路都可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的等效電路代替。戴維南等效電路：一個(gè)電壓源（VTH）和一個(gè)電阻（RTH）相串聯(lián)的電路。2022-5-106VTH+-RTH輸出端戴維南等效電壓和等效電阻的計(jì)算戴維南等效電壓和等效電阻的計(jì)算VTH為一個(gè)電路兩個(gè)輸出端之間的無(wú)負(fù)載電壓。(注意：無(wú)負(fù)載且在輸出端開(kāi)路)VTH=VNLRTH的計(jì)算方法是，從輸出端往回看電路，并計(jì)算從那里看到的電阻。RTH 是把所有的電壓源用內(nèi)阻代替

3、后，兩個(gè)輸出端之間的總電阻。2022-5-107VTH+-RTH輸出端例例6.66.6求下圖的戴維南等效電路。2022-5-108VNL另一種另一種RTH的計(jì)算方法的計(jì)算方法把輸出端短路，并計(jì)算短路后的電流，然后運(yùn)用歐姆定律。即利用這個(gè)方法求解下圖中的戴維南等效電阻2022-5-109VNL戴維南定理中的等效電路戴維南定理中的等效電路結(jié)合P166圖6.28閱讀P165戴維南定理中的等效電路的第一段，理解什么是端等效。2022-5-1010間接測(cè)量戴維南等效電阻間接測(cè)量戴維南等效電阻二分法 用一個(gè)可變電阻作為負(fù)載，調(diào)節(jié)變阻器，使輸出端的戴維南電壓下降一半，然后測(cè)量可變電阻器，它的阻值等于戴維南電

4、阻。 想一想，當(dāng)RL=RTH時(shí)，VL等于多少？2022-5-1011科學(xué)聚焦科學(xué)聚焦閱讀P149“科學(xué)聚焦”的內(nèi)容，了解什么是負(fù)載效應(yīng)。2022-5-1012負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng) 把一個(gè)電阻性負(fù)載連接到電路的輸出時(shí)，往往會(huì)降低電路的輸出電壓。輸出電壓的改變就是所謂的負(fù)載效應(yīng)。 影響負(fù)載效應(yīng)的因素包括負(fù)載本身及其所連接的電路。 把電路化簡(jiǎn)為戴維南等效電路易于理解何種情況下應(yīng)考慮負(fù)載效應(yīng)。2022-5-1013例例6.86.8（1）求圖中未接負(fù)載時(shí)分壓器的輸出電壓。（2）如果把一個(gè)1.0k或10k的負(fù)載接到輸出端，這時(shí)輸出電壓又是多少？每次只連一個(gè)負(fù)載。（3）把100k的負(fù)載接入輸出端，則輸出電壓是多

5、少？2022-5-1014輸出端穩(wěn)定的分壓器穩(wěn)定的分壓器分壓器在接入負(fù)載時(shí)的輸出端電壓下降不超過(guò)10%，即可以認(rèn)為這是穩(wěn)定的“分壓器”。一般而言，負(fù)載電阻至少應(yīng)該比分壓器的戴維南等效電阻大10倍。2022-5-1015例例6.96.9對(duì)于下圖中的每個(gè)分壓器，比較無(wú)負(fù)載時(shí)的輸出電壓和加10k負(fù)載電阻器時(shí)的輸出電壓。哪一個(gè)分壓器對(duì)該負(fù)載是穩(wěn)定的，或者兩個(gè)分壓器都是穩(wěn)定的？2022-5-1016輸出端輸出端(a)(b)儀器的電阻性負(fù)載效應(yīng)儀器的電阻性負(fù)載效應(yīng)當(dāng)示波器或電壓表（數(shù)字萬(wàn)用表電壓一般為幾兆）等電子儀器接入電路時(shí)，該儀器就是電路的一個(gè)“負(fù)載”，如果儀器的電阻比電路的電阻大得多，則電阻性負(fù)載效

6、應(yīng)較_。但在高電阻電路中，儀器加載將改變電路的電壓，嚴(yán)重影響電路工作。例：測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管放大器的電壓（場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻高達(dá)10M）2022-5-1017小小示波器的負(fù)載效應(yīng)示波器的負(fù)載效應(yīng) 一個(gè)典型示波器的輸入信號(hào)對(duì)地電阻有1M 探針?biāo)p（降低）輸入信號(hào) 用探針進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于探針中增加了9M的輸入電阻，因此，對(duì)地電阻就增加了10倍。 例外情況不用探針2022-5-1018例例6.106.10 以下電路輸出端為電壓表測(cè)出的電壓值，試分析該電路是否滿足基爾霍夫電壓定律？為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的測(cè)量結(jié)果？2022-5-10199V9V20V(a)(b)(c)多源多源疊加定理疊加定理理想情況下，對(duì)不作用的源

7、處理方法是： 電壓源短路 電流源斷路2022-5-10202022-5-1021惠斯通電橋惠斯通電橋 惠斯通電橋如教材174頁(yè)，圖6.40所示。 這個(gè)典型的惠斯通電橋電路由4個(gè)電阻臂、1個(gè)直流電源和一個(gè)檢流計(jì)組成。VOUTAB 等價(jià)于輸出在兩個(gè)分壓器之間 輸出電壓為兩個(gè)分壓器之間的電壓 輸出電壓為零，就說(shuō)這個(gè)電橋是平衡的 想一想，電橋平衡時(shí)，四個(gè)電阻滿足什么關(guān)系？ R1R4=R2R3平衡惠斯通電橋平衡惠斯通電橋例例6.136.13如右圖所示，VAB=0V,R2=330,R3=305,R4=470,求：1. 求R1 等于多少？2. R1上的電壓降是多少？2022-5-1022VOUTAB2022-5-1023非平衡惠斯通電橋非平衡惠斯通電橋 傳感器（transducer）：是一種把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電量的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。VOUTAB 電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)制作的，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“應(yīng)變效應(yīng)”。如右圖所示（原圖教材P177，圖6.43），在AB之間接入560的負(fù)載RL，則流過(guò)RL的電流等于多少？非平衡惠斯通電橋非平衡惠斯通電橋例例6.146.142022-5-1024VOUTAB組合電路故障排除組合電路故障排除過(guò)程：