注冊結構考試之電路的方法

2、電路的分析方法1考試點1、掌握常用的電路等效變換的方法2、熟練掌握節(jié)點電壓方程的列寫及求解方法3、了解回路電流方程的列寫方法4、熟練掌握疊加原理、戴維寧定理和諾頓定理22.1電路的等效變換 對電路進行分析和計算時，有時可以把電路中某一部分簡化，即用一個較為簡單的電路替代原電路。等效概念： 當電路中某一部分用其等效電路替代后，未被替代部分的電壓和電流均應保持不變。對外等效： 用等效電路的方法求解電路時，電壓和電流保持不變的部分僅限于等效電路以外。3電阻的等效變換一、電阻的串聯(lián)1、特點：

電阻串聯(lián)時，通過各電阻的電流是同一個電流。+-ui42、等效電阻：53、分壓公式4、應用

分壓、限流。ui+_+_+_6二、電阻的并聯(lián)1、特點

電阻并聯(lián)時，各電阻上的電壓是同一個電壓。+-ui72、等效電阻8兩個電阻并聯(lián)的等效電阻為三個電阻并聯(lián)的等效電阻為×計算多個電阻并聯(lián)的等效電阻時，利用公式93、分流公式：i+_u4、應用

分流或調節(jié)電流。10求電流i和i5例11等效電阻阻R=1.5Ω--i=2A×12B3Ω5Ω2Ω3ΩA3Ω3ΩRAB=？電阻的Y形聯(lián)接接與△形形聯(lián)接的等效變變換一、問題題的引入入求等效電電阻13要求它們們的外部部性能相相同，即當它們們對應端端子間的的電壓相相同時，，流入對應端子的電電流也必須分別相相等。123123二、星形聯(lián)接和三三角形聯(lián)接的等效效變換的條件星接（Y接）三角接（△接）14123星接（Y接）三角接（△接）Y→△12315△→Y123123星接三角接1617特別若星形電路的的3個電阻相等等則等效的三角形電電路的電阻也相等等123123星接三角接18DB3Ω5Ω2Ω3ΩA3Ω3ΩCEB3Ω5Ω2ΩADE1Ω1Ω1ΩB5Ω2ΩCADE3ΩR=3+1+(1+2)∥(1+5)=6Ω×19電壓源、電流源的的串聯(lián)和并聯(lián)一、電壓源串聯(lián)+-+-+-+-20二、電流源并聯(lián)21三、電壓源的并聯(lián)聯(lián)只有電壓相等的電電壓源才允許并聯(lián)聯(lián)。四、電流源的串聯(lián)聯(lián)+-+-5V3Vi2A4A只有電流相等的電電流源才允許串聯(lián)聯(lián)22五、電源與支路的的串聯(lián)和并聯(lián)+-Ri+-i+-i23R等效是對外而言等效電壓源中的電電流不等于替代前前的電壓源的電流流，而等于外部電電流i。+-iR+-i24+-+-uR+-u+-u等效電流源的電壓壓不等于替代前的的電流源的電壓，，而等于外部電壓壓u。25實際電源的兩種模模型及其等效變換換一、電壓源和電阻阻的串聯(lián)組合R+-i+-uOui外特性曲線26二、電流源和電阻阻的并聯(lián)組合外特性曲線Oui+-ui27三、電源的等效變變換電壓源、電阻的串串聯(lián)組合與電流源源、電阻的并聯(lián)組組合可以相互等效效變換。R+-i+-u+-ui注意電壓源和電流流源的參考方向，，電流源電流的流出出方向是電壓源的正極。如果令28例：求圖中電流i。29+-+-i=0.5A(1+2+7)i+4-9=030受控電壓源、電阻阻的串聯(lián)組合和受受控電流源、電導導的并聯(lián)組合也可可以用上述方法進進行變換。此時應把受控電源源當作獨立電源處處理，但應注意在在變換過程中保存控制量所在支支路，而不要把它消掉掉。四、有關受控源31+-已知uS=12V，R=2Ω，iC=2uR，求uR。322.2結結點電壓法一、結點電壓1、定義：在電路中任意選擇擇某一結點為參考結點，其他結點與此結結點之間的電壓稱稱為結點電壓。2、極性：結點電壓的參考考極性是以參考結點為負，其余獨立結點為為正。二、結點電壓法1、結點電壓法以以結點電壓為求解解變量，用uni來表示。2、結點電壓方程程：33[G][Un]=[Is]1、[G]為結點電導矩陣陣Gii-自電導，與結點i相連的全全部電導之和，恒恒為正。Gij-互電導，結點i和結點j之之間的公共電導，，恒為負。注意：和電流源串聯(lián)的電電導不計算在內結點電壓方程的一一般形式34方程左邊：未知結點的電壓乘乘上聚集在該結點點上所有支路電導導的總和（自電導導）－相鄰結點的的電壓乘上與未知知結點共有的電導導（互電導）方程右邊：和該未知結點相聯(lián)聯(lián)的有源支路注入入該結點的電流之之和。電流源：流入為正。電壓源：當電壓源源的參考正極性聯(lián)到該結點時，該項前取正號，否則取負。[G][Un]=[Is]列結點電壓方程的的一般方法：35+-+-04321列結點電壓方程對結點1：un1un2un3un4=(G1+G4+G8)G1-+0G4-is13is4-+36+-+-04321列結點電壓方程對結點2：un1un2un3un4=-G1+(G1+G2+G5)-G2+0037+-+-04321列結點電壓方程對結點3：un1un2un3un4=0-G2+(G2+G3+G6)-G3is13G3us3-38+-+-04321列結點電壓方程對結點4：un1un2un3un4=-G4-G3+0+(G3+G4+G7)-is4+G3us3+G7us739un1un2un3un4=un1un2un3un4=un1un2un3un4=un1un2un3un4=(G1+G4+G8)G1-+0G4-is13is4-+-G1+(G1+G2+G5)-G2+000-G2+(G2+G3+G6)-G3is13G3us3--G4-G3+0+(G3+G4+G7)-is4+G3us3+G7us7電路的結點點電壓方程程：40電路中含有有理想電壓壓源的處理理方法12設理想電壓壓源支路的的電流為i,i電路的結點點電壓方程程為補充的約束束方程un1un2=(G1+G2)-G2iun1un2=-G2+(G2+G3)is2un1=us141電路中含有有受控源的的處理方法法021un1un2=(G1+G2)-G1is1un1un2=-G1+(G1+G3)-gu2–is1u2=un142電路中含有有受控源的的處理方法法021整理有：un1un2=(G1+G2)-G1is1un1un2=(g-G1)+(G1+G3)–is1431、指定參參考結點其余結點與與參考結點點之間的電電壓就是結結點電壓。。2、列出結結點電壓方方程自導總是正正的，互導導總是負的的，注意注入各各結點的電電流項前的的正負號。。3、如電路路中含有受受控電流源源把控制量用用有關的結結點電壓表表示，暫把受控電電流源當作作獨立電流流源。4、如電路路中含有理理想電壓源源把電壓源的的一端接地地，電流作作為變量。。5、從結點點電壓方程程解出結點點電壓可求出各支支路電壓和和支路電流流。結點法的步步驟歸納如如下：442.3回回路路電流法(了解)網(wǎng)孔電流法法僅適用于于平面電路，回路電流法法則無此限限制?；芈冯娏鞣ǚㄊ且砸唤M組獨立回路電流為電路路變量，通常選擇基本回路作為獨立回回路。對任一個樹，每加進一個連支便形成一個只包含該連支的回路，這樣的回路稱為單連支回路，又叫做基本回路?；芈冯娏鞣椒匠痰囊话惆阈问絒R][I]=[US]45123456選擇支路4、5、6為樹。=+-=++-=--+-++-46==1、在選取取回路電流流時，只讓讓一個回路電電流通過電流源源。理想（無伴伴）電流源源的處理方法法472、把電流源的電電壓作為變量。。+-再補充一個個約束關系系式48含受控電壓源源的電路整理后，得得492.4熟熟練掌握疊疊加原理、、

戴維寧寧定理和諾諾頓定理50疊加定理一、內容在線性電阻阻電路中，，任一支路路電流（或或支路電壓壓）都是電電路中各個個獨立電源源單獨作用用時在該支支路產生的的電流（或或電壓）之之疊加。二、說明1、疊加定定理適用于于線性電路路，不適用用于非線性性電路；2、疊加時時，電路的的聯(lián)接以及及電路所有有電阻和受受控源都不不予更動；；51以電阻為例例：電壓源不作作用就是把該電電壓源的電電壓置零，，即在該電壓壓源處用短路替代；電流源不作作用就是把該電電流源的電電流置零，，即在該電流流源處用開路替代。3、疊加時時要注意電電流和電壓壓的參考方向；4、不能用用疊加定理理來計算功功率，因為功率不不是電流或或電壓的一一次函數(shù)。。52=+圖a圖b圖c例53在圖b中在圖c中圖b圖c54所以55(a)=+(b)(c)受控電壓源源求u356在圖b中在圖c中所以(b)(c)57(a)=++-(c)(b)58在圖b中在圖c中所以(b)+-(c)59求各元件的的電壓和電電流。+1V-1A+2V-+3V-+30V-+8V-+11V-3A4A11A15A給定的電壓壓源電壓為為82V，，這相當于將將激勵增加加了82/41倍（（即K=2），故各支元件件的電壓和和電流也同同樣增加了了2倍。本例計算是是先從梯形形電路最遠遠離電源的的一端算起起，倒退到激勵勵處，故把把這種計算算方法叫做做“倒退法”。60線性電路中中，當所有激勵（電壓源和和電流源））都增大或縮縮小K倍，，K為實實常數(shù)，響應（電壓和電電流）也將將同樣增大大或縮小K倍。這里所謂的的激勵是指指獨立電源；必須全部激激勵同時增大或縮小小K倍，否則將導致致錯誤的結結果。用齊性定理理分析梯形電路特別有效。。齊性定理61戴維寧定理理和諾頓定定理一、戴維寧寧定理內容一個含獨立立電源、線線性電阻和和受控源的的一端口，，對外電路路來說，可可以用一個個電壓源和和電阻的串串聯(lián)組合等等效置換，，此電壓源源的電壓等等于一端口口的開路電電壓，電阻阻等于一端端口的全部部獨立電源源置零后的的輸入電阻阻。62Req+-ReqNs外電路11′No11′11′外電路11′Ns+-63I-4V++4V-ab求電流I。。例：2、求開路電電壓1、如圖斷開開電路解：Uabo=4+4+1=9V64電源置0R03、求R0R0=2+2.4=4.4Ω654、恢復原電電路I=1.8A66I求電流I。。解：1、如圖斷開開電路；2、求開路電電壓-20V+Uabo=20V-+12V-Uabo=12+3=15V673、求R0R0=6Ω68R0+Uabo-ab4、恢復原電電路II=69二、最大功率率傳輸含源一端口外外接可調電阻阻R，當R等于多少時，，它可以從電電路中獲得得最大功率？？求此最大功率率。一端口的戴維維寧等效電路路可作前述方方法求得：Uoc=4VReq=20kΩ70結點電壓法求求開路電壓=4V等效電阻ReqReq=16+20//5=20kΩ71i電阻R的改變不會影影響原一端口口的戴維寧等等效電路，R吸收的功率為為R變化時，最最大功率發(fā)生生在dp/dR=0的條件下。這時有R=Req。本題中，Req=20kΩ，故R=20kΩ時時才能獲得最最大功率，72最大功率問題題的結論可以以推廣到更一一般的情況NsR當滿足R=Req（Req為一端口的輸輸入電阻）的的條件時，電阻R將獲得最大功功率。此時稱電阻與與一端口的輸入電阻匹配配。73擴音機為例RiR=8Ω信號源的內阻阻Ri為1kΩ，，揚聲器上不可可能得到最大大功率。為了使阻抗匹匹配，在信號號源和揚聲器器之間連上一一個變壓器。。變壓器變壓器還有變變換負載阻抗抗的作用，以以實現(xiàn)匹配，，采用不同的的變比