第三章 復(fù)雜直流電路3

1、第三章復(fù)雜直流電路復(fù)雜直流電路第三章復(fù)雜直流電路第三章復(fù)雜直流電路 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：1掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用，學(xué)會(huì)運(yùn)用支路電流法分析計(jì)掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用，學(xué)會(huì)運(yùn)用支路電流法分析計(jì)算復(fù)雜直流電路。算復(fù)雜直流電路。2掌握疊加定理及其應(yīng)用。掌握疊加定理及其應(yīng)用。3掌握戴維寧定理及其應(yīng)用。掌握戴維寧定理及其應(yīng)用。4掌握兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換方法并應(yīng)用于解決掌握兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換方法并應(yīng)用于解決復(fù)雜電路問題。復(fù)雜電路問題。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：1應(yīng)用支路電流法分析計(jì)算復(fù)雜直流電路。應(yīng)用支路電流法分析計(jì)算復(fù)雜直流電路。2運(yùn)用戴維寧定理解決復(fù)雜直流電路問題。運(yùn)用戴維寧定理解決復(fù)

2、雜直流電路問題。學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)分配： 序號(hào)序號(hào) 內(nèi)內(nèi) 容容學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)1 第一節(jié)基爾霍夫定律第一節(jié)基爾霍夫定律 32 第二節(jié)支路電流法第二節(jié)支路電流法 13 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 3.1基爾霍夫定律的驗(yàn)證基爾霍夫定律的驗(yàn)證 24 第三節(jié)疊加定理第三節(jié)疊加定理 25 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 3.2疊加定理的驗(yàn)證疊加定理的驗(yàn)證 26 第四節(jié)戴維寧定理第四節(jié)戴維寧定理 27 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 3.3 戴維寧定理的驗(yàn)證戴維寧定理的驗(yàn)證 28 第五節(jié)第五節(jié)實(shí)際電源模型之間的等效變換實(shí)際電源模型之間的等效變換 29 本章小結(jié)本章小結(jié)210 本章總學(xué)時(shí)本章總學(xué)時(shí) 18第三章復(fù)雜直流電路第三章復(fù)雜直流電路第一節(jié)基爾霍夫定律第一節(jié)基爾霍夫定律第二節(jié)支

3、路電流法第二節(jié)支路電流法第三節(jié)疊加定理第三節(jié)疊加定理第四節(jié)戴維寧定理第四節(jié)戴維寧定理第五節(jié)實(shí)際電源模型之間的等效變換第五節(jié)實(shí)際電源模型之間的等效變換本章小結(jié)本章小結(jié)第一節(jié)基爾霍夫定律第一節(jié)基爾霍夫定律二、基爾霍夫電流定律二、基爾霍夫電流定律( (節(jié)點(diǎn)電流定律節(jié)點(diǎn)電流定律) ) 三、基爾霍夫電壓定律三、基爾霍夫電壓定律( (回路電壓定律回路電壓定律) ) 圖圖 3-1常用電路名詞的說明常用電路名詞的說明 以圖以圖 3 - - 1 所示電路為例說明常用電路名詞。所示電路為例說明常用電路名詞。 1. .支路支路：電路中具有兩個(gè)端鈕且通過同一電流的無(wú)分支：電路中具有兩個(gè)端鈕且通過同一電流的無(wú)分支電路。

4、如圖電路。如圖 3 - - 1 電路中的電路中的 ED、AB、FC 均為支路，該電路均為支路，該電路的支路數(shù)目為的支路數(shù)目為 b = 3。2. .節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三：電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。如圖條以上支路的連接點(diǎn)。如圖 3 - 1電路的節(jié)點(diǎn)為電路的節(jié)點(diǎn)為 A、B 兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，該電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)目為該電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)目為 n = 2 。3回路回路：電路中任一閉合的路徑。如圖：電路中任一閉合的路徑。如圖 3-1 電路中的電路中的 CDEFC、AFCBA、EABDE 路徑均為回路，該電路的回路數(shù)目路徑均為回路，該電路的回路數(shù)目為為 l = 3。 4網(wǎng)孔網(wǎng)孔：不含有分支的閉：不含有分支的閉合回

5、路。如圖合回路。如圖 3-1 電路中的電路中的AFCBA、EABDE 回路均為網(wǎng)回路均為網(wǎng)孔，該電路的網(wǎng)孔數(shù)目為孔，該電路的網(wǎng)孔數(shù)目為 m = 2。 5網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)：在電路分析范：在電路分析范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是指包含較多元件的圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是指包含較多元件的電路。電路。圖圖 3-1常用電路名詞的說明常用電路名詞的說明 二、基爾霍夫電流定律二、基爾霍夫電流定律( (節(jié)點(diǎn)電流定律節(jié)點(diǎn)電流定律) ) 1. .電流定律電流定律( (KCL) )內(nèi)容內(nèi)容 圖圖 3-2 電流定律的舉例說明電流定律的舉例說明 電流定律的第一種表述電流定律的第一種表述：在：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電流之和

6、，恒等于從該節(jié)點(diǎn)中的電流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即流出的電流之和，即 I流入流入 I流出流出例如圖例如圖 3-2 中，在節(jié)點(diǎn)中，在節(jié)點(diǎn) A 上：上： I1I3 I2I4I5電流定律的第二種表述電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等各支路電流代數(shù)和恒等 于零，即于零，即 I 0。 一般可在流入節(jié)點(diǎn)的電流一般可在流入節(jié)點(diǎn)的電流前面取前面取“ ”號(hào)，在流出節(jié)點(diǎn)的電號(hào)，在流出節(jié)點(diǎn)的電流前面取流前面取“- -”號(hào)，反之亦可。例號(hào)，反之亦可。例如圖如圖 3-2 中，在節(jié)點(diǎn)中，在節(jié)點(diǎn) A 上：上：I1 - - I2 I3 - -

7、I4 - - I5 0圖圖 3-2電流定律的舉例說明電流定律的舉例說明 在使用電流定律時(shí)，必須注意：在使用電流定律時(shí)，必須注意：( (1) ) 對(duì)于含有對(duì)于含有 n 個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出 ( (n - - 1) ) 個(gè)獨(dú)立的電個(gè)獨(dú)立的電流方程。流方程。( (2) ) 列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)，只需考慮電流的參考方向，然后再帶列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。入電流的數(shù)值。為分析電路的方便，通常需要在所研究的一段電路中事先為分析電路的方便，通常需要在所研究的一段電路中事先選選定定( (即即假定假定) )電流電流流動(dòng)的方向，叫做流動(dòng)的方向，叫做電流的參

8、考方向電流的參考方向，通常用，通常用“”號(hào)表示。號(hào)表示。電流的電流的實(shí)際方向?qū)嶋H方向可根據(jù)數(shù)值的正、負(fù)來(lái)判斷，當(dāng)可根據(jù)數(shù)值的正、負(fù)來(lái)判斷，當(dāng) I 0時(shí)，表時(shí)，表明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向一致；當(dāng)明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向一致；當(dāng) I 0 時(shí)，則表明時(shí)，則表明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向相反。電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向相反。( (1) )對(duì)于電路中任意假設(shè)的封閉面來(lái)說對(duì)于電路中任意假設(shè)的封閉面來(lái)說,電流定律仍然成立。如電流定律仍然成立。如圖圖 3-3 中，對(duì)于封閉面中，對(duì)于封閉面 S 來(lái)說，有來(lái)說，有 I1 + I2 = I3 。 圖圖 3-4 電流定律的應(yīng)用舉例電流定

9、律的應(yīng)用舉例( (2) ) 圖圖 3-3電流定律的應(yīng)用舉例電流定律的應(yīng)用舉例( (1) ) ( (2) )對(duì)于網(wǎng)絡(luò)對(duì)于網(wǎng)絡(luò) ( (電路電路) )之間的電流關(guān)系，仍然可由電流定律判定。之間的電流關(guān)系，仍然可由電流定律判定。如圖如圖 3-4 中，流入電路中，流入電路 B 中的電流必等于從該電路中流出的電流。中的電流必等于從該電路中流出的電流。2. KCL的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例 ( (3) )若兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間只有一若兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間只有一根導(dǎo)線相連根導(dǎo)線相連，那么這根導(dǎo)線中一那么這根導(dǎo)線中一定沒有電流通過。定沒有電流通過。( (4) )若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一根導(dǎo)若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一根導(dǎo)線與地相連，那么這根導(dǎo)線中一線與

10、地相連，那么這根導(dǎo)線中一定沒有電流通過。定沒有電流通過。【例【例3-1】如圖】如圖 3-5 所示電橋電路，已知所示電橋電路，已知 I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 mA，試求其余電阻中的電流，試求其余電阻中的電流 I2、 I5、I6。 圖圖 3-5例題例題 3-1 解：解：說明：電流說明：電流 I2 與與 I5 均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，所標(biāo)定的參考方向相同，I6 為負(fù)數(shù)，表明它的實(shí)際方向與圖中為負(fù)數(shù)，表明它的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。所標(biāo)定的參考方向相反。在節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn) a 上：上：I1 = I

11、2 + I3，則，則 I2 = I1- - I3 = (25 - - 16) mA = 9 mA在節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn) d 上：上：I1 = I4 + I5，則，則 I5 = I1 - - I4 = (25 - - 12) mA = 13 mA在節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn) b 上：上：I2 = I6 + I5，則，則I 6 = I2 - - I5 = (9 - - 13) mA = - -4 mA三、基爾霍夫電壓定律三、基爾霍夫電壓定律( (回路電壓定律回路電壓定律) ) 1. 電壓定律電壓定律( (KVL) )內(nèi)容內(nèi)容 在任何時(shí)刻，沿著電路中的在任何時(shí)刻，沿著電路中的任一回路繞行方向，回路中各段任一回路繞行方向，回路

12、中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即電壓的代數(shù)和恒等于零，即 0 U如圖如圖 3-6 電路說明基夫爾霍電路說明基夫爾霍電壓定律。電壓定律。圖圖 3-6電壓定律的舉例說明電壓定律的舉例說明 沿著回路沿著回路 abcdea 繞行方向，有繞行方向，有 Uac = Uab + Ubc = R1I1 + E1， Uce = Ucd + Ude = - -R2I2 - - E2， Uea = R3I3， 則則 Uac + Uce + Uea = 0即即 R1I1 + E1 - - R2I2 - - E2 + R3I3 = 0上式也可寫成上式也可寫成R1I1 - - R2I2 + R3I3 = - - E1 +

13、E2對(duì)于電阻電路來(lái)說，任何時(shí)刻，在任一閉合回路中，各段電對(duì)于電阻電路來(lái)說，任何時(shí)刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，即阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，即 ERI( (1) ) 標(biāo)出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向標(biāo)出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向( (既既可沿可沿著順時(shí)針方向繞行，也可沿著逆時(shí)針方向繞行著順時(shí)針方向繞行，也可沿著逆時(shí)針方向繞行) )；( (2) ) 電阻元件的端電壓為電阻元件的端電壓為 RI，當(dāng)電流，當(dāng)電流 I 的參考方向與回路的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取繞行方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)；反之，選取號(hào)；反之，選取

14、“- -”號(hào)；號(hào)；( (3) ) 電源電動(dòng)勢(shì)為電源電動(dòng)勢(shì)為 E，當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)定方向與回路繞行，當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)定方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)，反之應(yīng)選取號(hào)，反之應(yīng)選取“- -”號(hào)。號(hào)。 2利用利用 RI = E 列回路電壓方程的原則列回路電壓方程的原則 第二節(jié)支路電流法第二節(jié)支路電流法 以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路支路( (或或各元件各元件) )的的電壓及功率，這種解決電路問題的方法叫做電壓及功

15、率，這種解決電路問題的方法叫做支路電流支路電流法法。對(duì)于具有對(duì)于具有 b 條支路、條支路、n 個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可列出個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可列出( (n - - 1) )個(gè)獨(dú)個(gè)獨(dú)立的電流方程和立的電流方程和 b- -( (n - - 1) )個(gè)獨(dú)立的電壓方程。個(gè)獨(dú)立的電壓方程。 【例【例3-2】如圖】如圖 3-7 所示電路，已知：所示電路，已知：E1 = 42 V，E2 = 21 V，R1 = 12 ，R2 = 3 ，R3 = 6 ，試求：各支路電流，試求：各支路電流I1、I2、I3 。圖圖 3-7 例題例題 3-2 解：該電路支路數(shù)解：該電路支路數(shù) b = 3、節(jié)點(diǎn)數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù) n = 2，所以應(yīng)列出，

16、所以應(yīng)列出 1 個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和電流方程和 2 個(gè)回路電壓方程，并按照個(gè)回路電壓方程，并按照 RI = E 列回路電壓方程列回路電壓方程的方法的方法：( (1) ) I1 = I2 + I3( ( 任一節(jié)點(diǎn)任一節(jié)點(diǎn) ) )( (2) ) R1I1 + R2I2 = E1 + E2( ( 網(wǎng)網(wǎng)孔孔 1 ) )(3) R3I3 - -R2I2 = - -E2( ( 網(wǎng)網(wǎng)孔孔 2 ) )代入已知數(shù)據(jù)，解得：代入已知數(shù)據(jù)，解得：I1 = 4 A，I2 = 5 A，I3 = - -1 A。電流電流 I1 與與 I2 均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定

17、的參考方向相同，參考方向相同，I3 為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。考方向相反。第三節(jié)疊加定理第三節(jié)疊加定理一、疊加定理的內(nèi)容一、疊加定理的內(nèi)容二、應(yīng)用舉例二、應(yīng)用舉例動(dòng)畫動(dòng)畫 M3-1 疊加定理疊加定理一、疊加定理的內(nèi)容一、疊加定理的內(nèi)容當(dāng)線性電路中有幾個(gè)電源共同作用時(shí)，各支路的電流當(dāng)線性電路中有幾個(gè)電源共同作用時(shí)，各支路的電流( (或或電壓電壓) )等于各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流等于各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流( (或電或電壓壓) )的代數(shù)和的代數(shù)和( (疊加疊加) )。在使用疊加定理分析計(jì)算電路時(shí)應(yīng)

18、注意以下幾點(diǎn)在使用疊加定理分析計(jì)算電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):( (1) ) 疊加定理只能用于計(jì)算疊加定理只能用于計(jì)算線性電路線性電路( (即電路中的元件均即電路中的元件均為線性元件為線性元件) )的支路電流或電壓的支路電流或電壓( (不能直接進(jìn)行功率的疊加計(jì)不能直接進(jìn)行功率的疊加計(jì)算算) )；( (2) )電壓源不作用時(shí)應(yīng)視為短路電壓源不作用時(shí)應(yīng)視為短路,電流源不作用時(shí)應(yīng)視為開電流源不作用時(shí)應(yīng)視為開路路 ( (保留其內(nèi)阻保留其內(nèi)阻) ) ；( (3) )疊加時(shí)要注意電流或電壓的參考方向疊加時(shí)要注意電流或電壓的參考方向,正確選取各分量正確選取各分量的正、負(fù)號(hào)的正、負(fù)號(hào) 。【例【例 3-3】如圖如圖

19、3-8( (a) ) 所示電路，已知所示電路，已知 E1 = 17 V，E2 = 17 V，R1 = 2 ，R2 = 1 ，R3 = 5 ，試應(yīng)用疊加定理求各支路電，試應(yīng)用疊加定理求各支路電流流 I1、I2、I3 。二、應(yīng)用舉例二、應(yīng)用舉例圖圖 3-8例題例題3 -3 解：解：( (1) ) 當(dāng)電源當(dāng)電源 E1 單獨(dú)作用時(shí)，將單獨(dú)作用時(shí)，將 E2 視為短路，設(shè)視為短路，設(shè) R23 = R2R3 = 0.83 。A6A83. 21723111 RREI 則則 1A21323 IRRRIA513232 IRRRI( (2) ) 當(dāng)電源當(dāng)電源 E2 單獨(dú)作用時(shí)，將單獨(dú)作用時(shí)，將 E1 視為短路，設(shè)視

20、為短路，設(shè) R13 =R1R3 = 1.43 ， 則則 A2A5A7A43. 217231132313113222 IRRRIIRRRIRREI( (3) ) 當(dāng)電源當(dāng)電源 E1、E2 共同作用時(shí)共同作用時(shí)( (疊加疊加) )，若各電流分量與原，若各電流分量與原電路電流參考方向相同時(shí)，在電流分量前面選取電路電流參考方向相同時(shí)，在電流分量前面選取“+”號(hào)，反之，號(hào)，反之，則選取則選取“- -”號(hào)：號(hào)：I1 = I1- - I1 = 1 A;I2 = - - I2 + I2 = 2 A;I3 = I3 + I3 = 3 A第四節(jié)戴維寧定理第四節(jié)戴維寧定理 一、二端網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)概念二端網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)概念二

21、、戴維寧定理戴維寧定理一、一、二端網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)概念二端網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)概念1. 二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個(gè)引出端與外電路相連的網(wǎng)絡(luò)。又叫具有兩個(gè)引出端與外電路相連的網(wǎng)絡(luò)。又叫做二端口網(wǎng)絡(luò)。做二端口網(wǎng)絡(luò)。圖圖 3-9 二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò) 2. 無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)部?jī)?nèi)部不含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)。不含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)。3. 有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)部?jī)?nèi)部含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)。含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)。 任何一個(gè)線性有源二端電阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說，總可以任何一個(gè)線性有源二端電阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說，總可以用一個(gè)電壓源用一個(gè)電壓源 E0 與一個(gè)電阻與一個(gè)電阻 R0 相串聯(lián)的模型來(lái)替代。電壓源的相串聯(lián)的模型來(lái)替代。

22、電壓源的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) E0 等于該二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，電阻等于該二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，電阻 R0 等于該二端網(wǎng)絡(luò)等于該二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源不作用時(shí)中所有電源不作用時(shí)( (即令電壓源短路、電流源開路即令電壓源短路、電流源開路) )的等效電的等效電阻阻( (叫做該二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻叫做該二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻) )。該定理又叫做。該定理又叫做等效電壓源定等效電壓源定理理。 二、戴維寧定理戴維寧定理【例例 3-4】如圖】如圖 3-10 所示電路，已知所示電路，已知 E1 = 7 V，E2 = 6.2 V，R1 = R2 = 0.2 ，R = 3.2 ，試應(yīng)用，試應(yīng)用戴維寧定理戴維寧定理求電阻求電阻 R 中的

23、電中的電流流 I 。圖圖 3-10例題例題 3-4解解:( (1) ) 將將 R 所在支路開路去所在支路開路去掉，如圖掉，如圖 3-11 所示，求開路電壓所示，求開路電壓 Uab ：圖圖 3-11求開路電壓求開路電壓 UabA2A4 . 08 . 021211 - - RREEIUab = E2 + R2I1 = （6.2 + 0.4）V = 6.6 V = E0( (2) ) 將電壓源短路去掉，將電壓源短路去掉，如圖如圖 3-12 所示，求所示，求等效電阻等效電阻 Rab： Rab = R1R2 = 0.1 = R0圖圖 3-12求求等效電阻等效電阻 Rab ( (3) ) 畫出戴維寧等效電

24、路，畫出戴維寧等效電路，如如圖圖 3-13 所示，求電阻所示，求電阻 R 中的電流中的電流 I ：A2A3 . 36 . 600 RREI圖圖 3-13求電阻求電阻 R 中的電流中的電流 I 【例【例3-5】如圖如圖 3-14 所示的電路，所示的電路，已知已知 E = 8 V，R1= 3 ，R2 = 5 ，R3 = R4 = 4 ，R5 = 0.125 ，試應(yīng)用，試應(yīng)用戴維寧定理戴維寧定理求電阻求電阻 R5 中的電流中的電流 I 。圖圖 3-14例題例題 3-5 解：解：( (1) ) 將將 R5 所在支路開路去掉，所在支路開路去掉，如圖如圖 3-15 所示，求所示，求開路電開路電壓壓 Uab

25、： 圖圖 3-15求求開路電壓開路電壓 Uab A12121 RREIIA14343 RREIIUab = R2I2 - -R4I4 = (5 - - 4)V = 1 V = E0( (2) ) 將電壓源短路去掉，將電壓源短路去掉，如圖如圖 3-16 所示，求所示，求等效電阻等效電阻 Rab：Rab = ( (R1R2) ) + ( (R3R4) ) = ( (1.875 + 2 ) ) = 3.875 = R0 ( (3) ) 根據(jù)戴維寧定理畫出等效電路，根據(jù)戴維寧定理畫出等效電路，如圖如圖 3-17 所示，求電阻所示，求電阻 R5 中的電流中的電流 A25. 0A415005 ）（RREI

26、圖圖 3-16求求等效電阻等效電阻 Rab 圖圖 3-17求電阻求電阻 R 中的電流中的電流 I第五節(jié)兩種電源模型的等效變換第五節(jié)兩種電源模型的等效變換 一、電壓源一、電壓源二、電流源二、電流源三、兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換三、兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換一、電壓源一、電壓源通常所說的電壓源一般是指通常所說的電壓源一般是指理想電壓源理想電壓源，其基本特性是其，其基本特性是其電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)( (或兩端電壓或兩端電壓) ) US 保持固定不變保持固定不變 或是一定的時(shí)間函數(shù)或是一定的時(shí)間函數(shù) e( (t) )，但電壓源輸出的電流卻與外電路有關(guān)。，但電壓源輸出的電流卻與外電路有關(guān)。實(shí)際電壓源實(shí)際

27、電壓源是含有一定內(nèi)阻是含有一定內(nèi)阻 R0 的電壓源。的電壓源。圖圖 3-18電壓源模型電壓源模型 二、電流源二、電流源通常所說的電流源一般是通常所說的電流源一般是指指理想電流源理想電流源，其基本特性是，其基本特性是所發(fā)出的電流固定所發(fā)出的電流固定不變不變( (Is) )或是或是一定的時(shí)間函數(shù)一定的時(shí)間函數(shù) is( (t) )，但電流，但電流源的兩端電壓卻與外電路有關(guān)。源的兩端電壓卻與外電路有關(guān)。 實(shí)際電流源實(shí)際電流源是含有一定內(nèi)是含有一定內(nèi)阻阻 Rs 的電流源。的電流源。圖圖 3-19電流源模型電流源模型 三、兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換三、兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換實(shí)際電源可用一個(gè)理想

28、電壓源實(shí)際電源可用一個(gè)理想電壓源 US 和一個(gè)電阻和一個(gè)電阻 R0 串聯(lián)的電串聯(lián)的電路模型表示，其輸出電壓路模型表示，其輸出電壓 U 與輸出電流與輸出電流 I 之間關(guān)系為之間關(guān)系為 U = US - - R0I實(shí)際電源也可用一個(gè)理想電流源實(shí)際電源也可用一個(gè)理想電流源 IS 和一個(gè)電阻和一個(gè)電阻 RS 并聯(lián)的并聯(lián)的電路模型表示，其輸出電壓電路模型表示，其輸出電壓 U 與輸出電流與輸出電流 I 之間關(guān)系為之間關(guān)系為U = RSIS - - RSI對(duì)外電路來(lái)說，對(duì)外電路來(lái)說，實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源是是相互等效的相互等效的，等效變換條件是等效變換條件是R0 = RS， US =

29、RSIS 或或 IS = US /R0【例【例 3-6】如圖如圖 3-18 所示的電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)所示的電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)US = 6 V，內(nèi)阻內(nèi)阻 R0 = 0.2 ，當(dāng)接上，當(dāng)接上 R = 5.8 負(fù)載時(shí)，分別用電壓源模型和負(fù)載時(shí)，分別用電壓源模型和電流源模型計(jì)算負(fù)載消耗的功率和內(nèi)阻消耗的功率。電流源模型計(jì)算負(fù)載消耗的功率和內(nèi)阻消耗的功率。圖圖 3-18例題例題 3-6 解：解：( (1) ) 用電壓源模型計(jì)算用電壓源模型計(jì)算：A10S RRUI電流源的電流電流源的電流 IS = US / R0 = 30 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻 RS = R0 = 0.2 ，負(fù)載，負(fù)載中的電流中的電流 A1

30、SSS IRRRIA29SS0 IRRRIR兩種計(jì)算方法對(duì)負(fù)載是等效的，對(duì)電源內(nèi)部是不等效的。兩種計(jì)算方法對(duì)負(fù)載是等效的，對(duì)電源內(nèi)部是不等效的。 負(fù)載消耗的功率負(fù)載消耗的功率 PL = I2R = 5.8 W，內(nèi)阻中的電流，內(nèi)阻中的電流( (2) ) 用電流源模型計(jì)算用電流源模型計(jì)算： 負(fù)載消耗的功率負(fù)載消耗的功率PL = I2R = 5.8 W，內(nèi)阻的功率內(nèi)阻的功率 = I2R0 = 0.2 W 0RP內(nèi)阻的功率內(nèi)阻的功率 = R0 = 168.2 W0RP0RI【例【例3-7】如圖如圖 3-19 所示的電路，已知：所示的電路，已知：US1 = 12 V， US2 = 6 V，R1 = 3

31、，R2 = 6 ，R3 = 10 ，試應(yīng)用電源等效變換法求，試應(yīng)用電源等效變換法求電阻電阻R3中的電流。中的電流。圖圖 3-19例題例題 3-7 US1US2解解: ( (1) )先將兩個(gè)電壓源等效變換成兩個(gè)電流源，如圖先將兩個(gè)電壓源等效變換成兩個(gè)電流源，如圖 3-20 所示：兩個(gè)電流源的電流分別為：所示：兩個(gè)電流源的電流分別為：IS1 US1 /R1 4 A，IS2 US1 /R2 1 A 圖圖 3-20 例題例題 3 - 7 的兩個(gè)電壓源等效成兩個(gè)電流源的兩個(gè)電壓源等效成兩個(gè)電流源 ( (3) )求出求出 R3中的電流中的電流( (2) )將兩個(gè)電流源合并為一將兩個(gè)電流源合并為一個(gè)電流源，

32、得到最簡(jiǎn)等效電路，個(gè)電流源，得到最簡(jiǎn)等效電路，如圖如圖 3-21 所示：所示： 等效電流源的等效電流源的電流電流 IS IS1IS2 3 A，其等效，其等效內(nèi)阻為內(nèi)阻為 R R1R2 2 A5 . 0S33 IRRRI圖圖 3-21 例題例題 3 -7 的最簡(jiǎn)等效電路的最簡(jiǎn)等效電路 本章小結(jié)本章小結(jié)一、基夫爾霍定律一、基夫爾霍定律二、支路電流法二、支路電流法三、疊加定理三、疊加定理四、戴維寧定理四、戴維寧定理五、兩種實(shí)際電源模型的等效變換五、兩種實(shí)際電源模型的等效變換1電流定律電流定律 電流定律的第一種表述：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)電流定律的第一種表述：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電

33、流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流點(diǎn)中的電流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即出的電流之和，即 I流入流入= I流出流出。電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等于各支路電流代數(shù)和恒等于零，即零，即 I = 0。一、基夫爾霍定律一、基夫爾霍定律在使用電流定律時(shí)，必須注意：在使用電流定律時(shí)，必須注意：( (1) ) 對(duì)于含有對(duì)于含有 n 個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出 (n - - 1) 個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的電流方程。電流方程。( (2) ) 列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)，只需考慮電流的參考方向，然后再列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。帶入電流的數(shù)值。2電壓定律電