直流電路的分析方法課件

1、第2章 直流電路的分析方法2.1 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)及等效變換2.2 電壓源與電流源及其等效變換2.3 支路電流法2.4 疊加定理2.5 戴維南定理第1頁，共22頁。2.1 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)及等效變換一、電阻的串聯(lián) 第2頁，共22頁。二、并聯(lián)I=G1U+G2U+G3U=（G1+G2+G3）U=GUG稱為電導，單位S（西）第3頁，共22頁。三、電阻的混聯(lián) 四、等效變換 既有電阻的串聯(lián)又有電阻的并聯(lián)，這種連接稱為電阻的混聯(lián) 分析混聯(lián)電路時，可應用電阻的串聯(lián)、并聯(lián)特點，逐步求解。 如果一個二端網(wǎng)絡的伏安關(guān)系與另一個二端網(wǎng)絡的伏安關(guān)系完全相同，那么這兩個二端網(wǎng)絡是等效的。 第4頁，共22頁。

2、2.2電壓源與電流源及其等效變換 一、電壓源 1.理想電壓源 （電壓源 ）第5頁，共22頁。2.實際電壓源 實際電壓源可以用理想電壓源與一個電阻串聯(lián)的電路模型來表示。 第6頁，共22頁。二、電流源 1.理想電流源 理想電流源簡稱電流源，其電流恒定不變或者按照某一固有的函數(shù)規(guī)律隨時間變化，與其端電壓無關(guān)。 第7頁，共22頁。2.實際電流源 實際電流源可用一個理想電流源與電阻相并聯(lián)的電路模型來表示. 第8頁，共22頁。三、電源模型的連接 n個電壓源串聯(lián) US=US1+US2+USn= n個電流源并聯(lián) IS=IS1+IS2+ISn= 四、兩種電源模型的等效變換 電壓源與電阻串聯(lián)的電路等效變換為電流源

3、與電阻并聯(lián)的電路 第9頁，共22頁。注意：(1)電流源電流的參考方向在電壓源內(nèi)部由負極指向正極。 (2)理想電壓源與理想電流源之間不能等效互換。 (3)與電壓源并聯(lián)的元件并不影響電壓源的電壓，對外電路，它可等效為一個理想電壓源。 (4)與電流源串聯(lián)的元件并不影響電流源的電流，對外電路，它可等效為一個理想電流源。 第10頁，共22頁?！纠?-2】 化簡圖2-19（ a）所示的電路。第11頁，共22頁?！纠?-3】 利用電源等效變換，求圖2-20（ a）中的電流。第12頁，共22頁。2.3 支路電流法支路電流法求解電路的步驟為: (4)聯(lián)立求解所列的方程組，即可計算出各支路電流。 (1)選取各支路

4、電流的參考方向，以各支路電流為未知量。(2)如電路中有n個節(jié)點、b條支路，按KCL列出（n-1）個獨立的 節(jié)點電流方程。(3)選取回路，并選定回路的繞行方向，按 KVL列出b -（n-1）個獨立的回路電壓方程。 I1+ I2- I3=0 I1R1-US1- I2R2+US2=0 I2R2-US2+ I3R3=0 第13頁，共22頁?！纠?-5】 圖2-22中，R1=2，R2=3，R3=5，US=11 V，IS=2 A，試求各支路電流。 解 :該電路有兩個節(jié)點，三條支路，支路電流的參考方向及回路 繞行方向如圖所示。 對節(jié)點 a I1- I2 + I3=0 對回路1 I1 R1-US+ I2R2=

5、0 由于支路3含有電流源，故 I3= IS=2 A 代入已知數(shù)據(jù)，得 I1- I2=-2 2I1+3I2=11 解得 I1=1 A，I2=3 A。 第14頁，共22頁。2.4 疊加定理 疊加定理是指幾個電源同時作用的線性電路中，任一支路的電流（或電壓）都等于電路中每一個獨立源單獨作用下在此支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。 注：電壓源以短路線代替，電流源以開路代替 步驟: (1)將幾個電源同時作用的電路分成每個電源單獨作用的分電路。 (2)在分電路中標注要求解的電流和電壓的參考方向，對每個分電路進行分析，解出相應的電流和電壓。 (3)將分電路的電流和電壓進行疊加。 第15頁，共22頁?！纠?-

6、6】 用疊加定理求圖2-23（a）所示電路中的電流I2，圖中R1=3，R2=4，US=14 V，IS=7 A。 解 :畫出電壓源單獨作用的電路和電流源單獨作用的電路。 得 根據(jù)疊加定理得 第16頁，共22頁?！纠?-7】 用疊加定理求下圖所示電路中的電壓U。解: 畫出電壓源單獨作用的電路和電流源單獨作用的電路。由圖2-24（b）得 由圖2-24（c）得 根據(jù)疊加定理得 U=U+U= -0.4 V第17頁，共22頁。應用疊加定理應注意: （1）疊加定理只適用于線性電路。 （2）疊加定理只適用于電路中的電壓、電流，對功率不適用 第18頁，共22頁。2.5 戴維南定理一、戴維南定理 戴維南定理是指任

7、何一個有源線性二端網(wǎng)絡，對其外部電路而言，都可以用電壓源與電阻串聯(lián)的電路等效代替。電壓源的電壓等于有源線性二端網(wǎng)絡的開路電壓，電阻等于有源線性二端網(wǎng)絡內(nèi)部所有獨立源作用為零時（電壓源以短路代替，電流源以開路代替）的等效電阻。步驟：(1)畫出把待求支路從電路中移去后的有源線性二端網(wǎng)絡。 (2)求有源線性二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC。 (3)求有源線性二端網(wǎng)絡內(nèi)部所有獨立源作用為零時（電壓源以短路代替，電流源以開路代替）的等效電阻RO。 (4)畫出戴維南等效電路，將待求支路連接起來，計算未知量。第19頁，共22頁。【例2-8】 有源線性二端網(wǎng)絡如圖所示，求此二端網(wǎng)絡的戴維南等效電路。 解:在圖(a)中求開路電壓UOC，得 UOC=31+6+32=15 V在圖(b)中求等效電阻RO，得 RO=2+1=3畫出UOC和RO構(gòu)成的戴維南等效電路，如圖 (c)所示。 第20頁，共22頁?！纠?-9】 用戴維南定理求圖所示電路中電阻RL上的電流I。