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文檔簡(jiǎn)介
第二章直流電路分析計(jì)算電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇第一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四
2.1電阻的串聯(lián)和并聯(lián)第二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求
會(huì)對(duì)串、并聯(lián)電路進(jìn)行分析、計(jì)算第三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn):1.串聯(lián)分壓原理
2.并聯(lián)分流原理
3.串、并聯(lián)電路的分析、計(jì)算
難點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)等效的定義第四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.1等效網(wǎng)絡(luò)的定義
1.二端網(wǎng)絡(luò)端口電流 端口電壓
2.等效網(wǎng)絡(luò):一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)的端口電壓電流關(guān)系和另一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)的端口電壓、電流關(guān)系相同,這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)叫做等效網(wǎng)絡(luò)。
3.等效電阻(輸入電阻):無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)在關(guān)聯(lián)參考方向下端口電壓與端口電流的比值。第五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.2電阻的串聯(lián)(一)定義在電路中,把幾個(gè)電阻元件依次一個(gè)一個(gè)首尾連接起來(lái),中間沒(méi)有分支,在電源的作用下流過(guò)各電阻的是同一電流。這種連接方式叫做電阻的串聯(lián)。第六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.2電阻的串聯(lián)(二)圖2.2電阻的串聯(lián)第七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.2電阻的串聯(lián)(三)(2.2)2.電阻串聯(lián)時(shí),各電阻上的電壓為第八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.1(一)如圖2.3所示,用一個(gè)滿刻度偏轉(zhuǎn)電流為50μA,電阻Rg為2kΩ的表頭制成100V量程的直流電壓表,應(yīng)串聯(lián)多大的附加電阻Rf?圖2.3第九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.1(二)解滿刻度時(shí)表頭電壓為附加電阻電壓為代入式(2.2),得解得第十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.3電阻的并聯(lián)(一)圖2.4電阻的并聯(lián)并聯(lián)電阻的等效電導(dǎo)等于各電導(dǎo)的和(如圖2.4(b)所示),即第十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.3電阻的并聯(lián)(二)(2.4)并聯(lián)電阻的電壓相等,各電阻的電流與總電流的關(guān)系為第十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.3電阻的并聯(lián)(三)兩個(gè)電阻R1、R2并聯(lián)第十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.2(一)如圖2.5所示,用一個(gè)滿刻度偏轉(zhuǎn)電流為50μA,電阻Rg為2kΩ的表頭制成量程為50mA的直流電流表,應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻R2?第十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.2(二)解由題意已知,I1=50μA,R1=Rg=2000Ω,I=50mA,代入公式(2.5)得解得第十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.1.4電阻的串、并聯(lián)定義:電阻的串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的連接方式,稱為電阻的串、并聯(lián)或混聯(lián)。第十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四
例2.3
(一)進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)時(shí),常用滑線變阻器接成分壓器電路來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻上電壓的高低。圖2.6中R1和R2是滑線變阻器,RL是負(fù)載電阻。已知滑線變阻器額定值是100Ω、3A,端鈕a、b上輸入電壓U1=220V,RL=50Ω。試問(wèn):(1)當(dāng)R2=50Ω時(shí),輸出電壓U2是多少?(2)當(dāng)R2=75Ω時(shí),輸出電壓U2是多少?滑線變阻器能否安全工作?第十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四
例2.3
(二)+-U1I1U2abR1R2I2+-RL圖2.6例2.3圖第十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四
例2.3
(三)滑線變阻器R1段流過(guò)的電流解(1)當(dāng)R2=50Ω時(shí),Rab為R2和RL并聯(lián)后與R1串聯(lián)而成,故端鈕a、b的等效電阻第十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四
例2.3
(四)負(fù)載電阻流過(guò)的電流可由電流分配公式(2.5)求得,即第二十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.3(五)因I1=4A,大于滑線變阻器額定電流3A,R1段電阻有被燒壞的危險(xiǎn)。
(2)當(dāng)R2=75Ω時(shí),計(jì)算方法同上,可得第二十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.4(一)求圖2.7(a)所示電路中a、b兩點(diǎn)間的等效電阻Rab。d15Wabc6W6W20W5W7Wd′(a)15Wabc6W6W20W5W7W(b)d15Wabc3W4W7W(c)d圖2.7例2.4圖第二十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.4(二)解(1)先將無(wú)電阻導(dǎo)線d、d′縮成一點(diǎn)用d表示,則得圖2.7(b)(2)并聯(lián)化簡(jiǎn),將2.7(b)變?yōu)閳D2.7(c)。(3)由圖2.7(c),求得a、b兩點(diǎn)間等效電阻為第二十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四簡(jiǎn)單電路計(jì)算步驟簡(jiǎn)單電路:可用串、并聯(lián)化簡(jiǎn)。
復(fù)雜電路:不可用串、并聯(lián)化簡(jiǎn)。簡(jiǎn)單電路計(jì)算步驟:
(1)計(jì)算總的電阻,算出總電壓(或總電流)。
(2)用分壓、分流法逐步計(jì)算出化簡(jiǎn)前原電路中各電阻電流、電壓。第二十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四教學(xué)方法電阻的串并聯(lián)在物理中已接觸過(guò),可采用自學(xué)的形式,以設(shè)疑、析疑的方式講授這次課。第二十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題1.什么叫二端網(wǎng)絡(luò)的等效網(wǎng)絡(luò)?試舉例說(shuō)明。2.在圖2.8所示電路中,US不變.當(dāng)R3增大或減小時(shí),電壓表,電流表的讀數(shù)將如何變化?說(shuō)明其原因.第二十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.2電阻的星形連接與三角形連接的等效變換第二十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求會(huì)進(jìn)行星形連接與三角形連接間的等效變換第二十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn):星形連接與三角形連接的等效變換
難點(diǎn):星形與三角形等效變換的公式第二十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四⒈三角形連接和星形連接三角形連接:三個(gè)電阻元件首尾相接構(gòu)成一個(gè)三角形。如下圖a所示。星形連接:三個(gè)電阻元件的一端連接在一起,另一端分別連接到電路的三個(gè)節(jié)點(diǎn)。如上圖b所示。
第三十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四⒉三角形、星形等效的條件端口電壓U12、U23、U31和電流I1、I2、I3都分別相等,則三角形星形等效。第三十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四3.已知三角形連接電阻求星形連接電阻第三十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四4.已知星形連接電阻求三角形連接電阻第三十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四5.特殊情況設(shè)三角形電阻R12=R23=R32=,則
=R1=R2=R3=
反之,=R12=R23=R31=3
第三十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.5(一)圖2.10(a)所示電路中,已知Us=225V,R0=1Ω,R1=40Ω,R2=36Ω,R3=50Ω,R4=55Ω,R5=10Ω,試求各電阻的電流。第三十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.5(二)R1I1R5I5I2R2acdR4R3I3I4bR0Us-+(a)aIIRaoR0Us-+RcRdR4R2bcI4I2(b)d圖2.10例2.5圖第三十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.5(三)解將△形連接的R1,R3,R5等效變換為Y形連接的Ra,Rc、Rd,如圖2.10(b)所示,代入式(2.8)求得第三十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.5(四)Ra與Rob串聯(lián),a、b間橋式電阻的等效電阻圖2.10(b)是電阻混聯(lián)網(wǎng)絡(luò),串聯(lián)的Rc、R2的等效電阻Rc2=40Ω,串聯(lián)的Rd、R4的等效電阻Rd4=60Ω,二者并聯(lián)的等效電阻第三十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.5(五)橋式電阻的端口電流R2、R4的電流各為第三十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.5(六)為了求得R1、R3、R5的電流,從圖2.10(b)求得并由KCL得回到圖2.10(a)電路,得第四十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四教學(xué)方法在得到星—三轉(zhuǎn)換公式時(shí),啟發(fā)學(xué)生自己找到記憶公式的規(guī)律。第四十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題求下圖所示網(wǎng)絡(luò)的等效電阻第四十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.3兩種實(shí)際電源模型的等效變換第四十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求
1.理解實(shí)際電壓源、實(shí)際電流源的模型
2.會(huì)對(duì)兩種電源模型進(jìn)行等效變換第四十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)兩種電源模型等效變換的條件
難點(diǎn)用電源模型等效變換法分析電路第四十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.實(shí)際電壓源模型(一)圖2.12電壓源和電阻串聯(lián)組合電壓源和電阻R的串聯(lián)組合第四十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.實(shí)際電壓源模型(二)其外特性方程為(2.12)第四十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.實(shí)際電流源的模型(一)圖2.13電流源和電導(dǎo)并聯(lián)組合電流源和電導(dǎo)G的并聯(lián)。第四十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.實(shí)際電流源的模型(二)其外特性為(2.13)第四十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四3.兩種實(shí)際電源模型的等效變換比較式(2.12)和式(2.13),只要滿足
實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源間就可以等效變換。注意:的參考方向是由的負(fù)極指向其正極。第五十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.6(一)圖2.14例2.6圖(a)+-Us1R1R2+-Us2RIabIs1(b)R1R2Is2IRabR12(c)IsRIab求圖2.14(a)所示的電路中R支路的電流。已知Us1=10V,Us2=6V,R1=1Ω,R2=3Ω,R=6Ω。第五十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.6(二)解先把每個(gè)電壓源電阻串聯(lián)支路變換為電流源電阻并聯(lián)支路。網(wǎng)絡(luò)變換如圖2.14(b)所示,其中第五十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.6(三)圖2.14(b)中兩個(gè)并聯(lián)電流源可以用一個(gè)電流源代替,其并聯(lián)R1、R2的等效電阻第五十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.6(四)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化如圖2.14(c)所示。對(duì)圖2.14(c)電路,可按分流關(guān)系求得R的電流I為注意:用電源變換法分析電路時(shí),待求支路保持不變。第五十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四教學(xué)方法
講授法。通過(guò)復(fù)習(xí)電壓源、電流源的特點(diǎn)而引入新課題。第五十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題用一個(gè)等效電源替代下列各有源二端網(wǎng)絡(luò)。第五十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.4支路電流法第五十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求使學(xué)生學(xué)會(huì)用支路電流法求解復(fù)雜電路
第五十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)用支路電流法求解復(fù)雜電路的步驟
難點(diǎn)列回路電壓方程第五十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.支路電流法定義支路電流法以每個(gè)支路的電流為求解的未知量。第六十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.KCL方程的列寫(一)以圖2.16
所示的電路為例來(lái)說(shuō)明支路電流法的應(yīng)用。對(duì)節(jié)點(diǎn)a列寫KCL方程對(duì)節(jié)點(diǎn)b列寫KCL方程
節(jié)點(diǎn)數(shù)為n的電路中,按KCL列出的節(jié)點(diǎn)電流方程只有(n-1)個(gè)是獨(dú)立的。第六十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.KCL方程的列寫(二)圖2.16支路電流法舉例第六十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.KCL方程的列寫(三)按順時(shí)針?lè)较蚶@行,對(duì)左面的網(wǎng)孔列寫KVL方程:按順時(shí)針?lè)较蚶@行對(duì)右面的網(wǎng)孔列寫KVL方程:第六十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四支路電流法分析計(jì)算電路的一般步驟(1)在電路圖中選定各支路(b個(gè))電流的參考方向,設(shè)出各支路電流。(2)對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)列出(n-1)個(gè)KCL方程。(3)通常取網(wǎng)孔列寫KVL方程,設(shè)定各網(wǎng)孔繞行方向,列出b-(n-1)個(gè)KVL方程。(4)聯(lián)立求解上述b個(gè)獨(dú)立方程,便得出待求的各支路電流。
第六十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.7(一)圖2.16所示電路中,Us1=130V、R1=1Ω為直流發(fā)電機(jī)的模型,電阻負(fù)載R3=24Ω,Us2=117V、R2=0.6Ω為蓄電池組的模型。試求各支路電流和各元件的功率。第六十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.7(二)以支路電流為變量,應(yīng)用KCL、KVL列出式(2.15)、(2.17)和式(2.18),并將已知數(shù)據(jù)代入,即得解得I1=10A,I2=-5A,I3=5A。第六十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.7(三)I2為負(fù)值,表明它的實(shí)際方向與所選參考方向相反,這個(gè)電池組在充電時(shí)是負(fù)載。 Us1發(fā)出的功率為 Us1I1=130×10=1300W Us2發(fā)出的功率為 Us2I2=117×(-5)=-585W即Us2接受功率585W。第六十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.7(四)各電阻接受的功率為功率平衡,表明計(jì)算正確。第六十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四教學(xué)方法
通過(guò)復(fù)習(xí)基爾霍夫定律引入本次課。第六十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題(一)試列出用支路電流法求下圖(a)、(b)所示電路支路電流的方程組.第七十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題(二)第七十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.5網(wǎng)孔法第七十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求會(huì)對(duì)兩網(wǎng)孔電路列寫網(wǎng)孔方程第七十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):用網(wǎng)孔電流法列方程
難點(diǎn):(1)網(wǎng)孔電流自阻互阻
(2)電路中含有電流源時(shí)的處理方法第七十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.網(wǎng)孔法和網(wǎng)孔電流的定義網(wǎng)孔法:以網(wǎng)孔電流為電路的變量來(lái)列寫方程的方法
網(wǎng)孔電流:設(shè)想在每個(gè)網(wǎng)孔中,都有一個(gè)電流沿網(wǎng)孔邊界環(huán)流,這樣一個(gè)在網(wǎng)孔內(nèi)環(huán)行的假想電流叫網(wǎng)孔電流。
第七十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.網(wǎng)孔方程的一般形式(一)通常,選取網(wǎng)孔的繞行方向與網(wǎng)孔電流的參考方向一致第七十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.網(wǎng)孔方程的一般形式(二)
可以進(jìn)一步寫成上式就是當(dāng)電路具有兩個(gè)網(wǎng)孔時(shí)網(wǎng)孔方程的一般形式。經(jīng)整理后,得第七十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.網(wǎng)孔方程的一般形式(三)其中:(1)R11=R1+R2、R22=R2+R3分別是網(wǎng)孔1與網(wǎng)孔2的電阻之和,稱為各網(wǎng)孔的自電阻。因?yàn)檫x取自電阻的電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向,所以自電阻都取正號(hào)。第七十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.網(wǎng)孔方程的一般形式(四)(2)R12=R21=-R2是網(wǎng)孔1與網(wǎng)孔2公共支路的電阻,稱為相鄰網(wǎng)孔的互電阻?;ル娮杩梢允钦?hào),也可以是負(fù)號(hào)。當(dāng)流過(guò)互電阻的兩個(gè)相鄰網(wǎng)孔電流的參考方向一致時(shí),互電阻取正號(hào),反之取負(fù)號(hào)第七十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.網(wǎng)孔方程的一般形式(五)(3)Us11=Us1-Us2、Us2=Us2-Us3分別是各網(wǎng)孔中電壓源電壓的代數(shù)和,稱為網(wǎng)孔電源電壓。凡參考方向與網(wǎng)孔繞行方向一致的電源電壓取負(fù)號(hào),反之取正號(hào)。第八十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.網(wǎng)孔方程的一般形式(六)(2.21)推廣到具有m個(gè)網(wǎng)孔的平面電路,其網(wǎng)孔方程的規(guī)范形式為第八十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.8(一)用網(wǎng)孔法求圖2.19所示電路的各支路電流。-+2W+-10V1W5V2W1WI1I3I2I4I5Im1Im2I6Im3圖2.19例2.8圖第八十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.8(二)解(1)選擇各網(wǎng)孔電流的參考方向,如圖2.19所示。計(jì)算各網(wǎng)孔的自電阻和相關(guān)網(wǎng)孔的互電阻及每一網(wǎng)孔的電源電壓第八十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.8(三)(3)求解網(wǎng)孔方程組解之可得(2)按式(2.21)列網(wǎng)孔方程組第八十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.8(四)
(4)任選各支路電流的參考方向,如圖所示。由網(wǎng)孔電流求出各支路電流:第八十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.9(一)用網(wǎng)孔法求圖2.20所示電路各支路電流及電流源的電壓。圖2.20例2.9圖第八十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.9(二)解(1)選取各網(wǎng)孔電流的參考方向及電流源電壓的參考方向,如圖2.20所示。(2)列網(wǎng)孔方程:補(bǔ)充方程第八十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.9(三)(3)解方程組,得(4)選取各支路電流的參考方向如圖所示,各支路電流第八十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四教學(xué)方法以水流來(lái)比喻電流,加深對(duì)網(wǎng)孔電流的形象理解。第八十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題怎樣用網(wǎng)孔法求解含有電流源的電路?第九十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四
2.6節(jié)點(diǎn)電壓法第九十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求1.會(huì)對(duì)三節(jié)點(diǎn)電路用節(jié)點(diǎn)電壓法分析
2.掌握彌爾曼定理第九十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn):(1)用節(jié)點(diǎn)電壓法列方程
(2)彌爾曼定理
難點(diǎn)(1)自導(dǎo)、互導(dǎo)、節(jié)點(diǎn)處電流源、
(2)某支路僅含電壓源的處理方法。第九十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.節(jié)點(diǎn)電壓法和節(jié)點(diǎn)電壓的定義
節(jié)點(diǎn)電壓法:以電路的節(jié)點(diǎn)電壓為未知量來(lái)分析電路的一種方法。節(jié)點(diǎn)電壓:在電路的n個(gè)節(jié)點(diǎn)中,任選一個(gè)為參考點(diǎn),把其余(n-1)個(gè)各節(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓叫做該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓。電路中所有支路電壓都可以用節(jié)點(diǎn)電壓來(lái)表示。第九十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.節(jié)點(diǎn)方程的一般形式(一)對(duì)節(jié)點(diǎn)1、2分別由KCL列出節(jié)點(diǎn)電流方程:第九十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.節(jié)點(diǎn)方程的一般形式(二)
設(shè)以節(jié)點(diǎn)3為參考點(diǎn),則節(jié)點(diǎn)1、2的節(jié)點(diǎn)電壓分別為U1、U2。將支路電流用節(jié)點(diǎn)電壓表示為第九十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.節(jié)點(diǎn)方程的一般形式(三)代入兩個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程中,經(jīng)移項(xiàng)整理后得(2.22)第九十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.節(jié)點(diǎn)方程的一般形式(四)(2.23)將式(2.22)寫成這就是當(dāng)電路具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)電路的節(jié)點(diǎn)方程的一般形式。第九十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.節(jié)點(diǎn)方程的一般形式(五)式(2.23)中的左邊G11=(G1+G2+G3)、G22=(G2+G3+G4)分別是節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2相連接的各支路電導(dǎo)之和,稱為各節(jié)點(diǎn)的自電導(dǎo),自電導(dǎo)總是正的。G12=G21=-(G3+G4)是連接在節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)2之間的各公共支路的電導(dǎo)之和的負(fù)值,稱為兩相鄰節(jié)點(diǎn)的互電導(dǎo),互電導(dǎo)總是負(fù)的。式(2.23)右邊Is11=(Is1+Is3)、Is22=(Is2-Is3)分別是流入節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2的各電流源電流的代數(shù)和,稱為節(jié)點(diǎn)電源電流,流入節(jié)點(diǎn)的取正號(hào),流出的取負(fù)號(hào)。第九十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四3.節(jié)點(diǎn)方程的規(guī)范形式對(duì)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路,其節(jié)點(diǎn)方程的規(guī)范形式為:第一百頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四4.電路中含有電壓源支路
當(dāng)電路中含有電壓源支路時(shí),這時(shí)可以采用以下措施:(1)盡可能取電壓源支路的負(fù)極性端作為參考點(diǎn)。(2)把電壓源中的電流作為變量列入節(jié)點(diǎn)方程,并將其電壓與兩端節(jié)點(diǎn)電壓的關(guān)系作為補(bǔ)充方程一并求解。第一百零一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四5.彌爾曼定理(一)對(duì)于只有一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電路第一百零二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四5.彌爾曼定理(二)寫成一般形式式(2.25)稱為彌爾曼定理。
(2.25)第一百零三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四5.彌爾曼定理(三)圖2.22彌爾曼定理舉例第一百零四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.10(一)試用節(jié)點(diǎn)電壓法求圖2.23所示電路中的各支路電流。
第一百零五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.10(二)解之得解取節(jié)點(diǎn)O為參考節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)1、2的節(jié)點(diǎn)電壓為U1、U2,按式(2.24)得第一百零六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.10(三)取各支路電流的參考方向,如圖2.23所示。根據(jù)支路電流與節(jié)點(diǎn)電壓的關(guān)系,有第一百零七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.11(一)應(yīng)用彌爾曼定理求圖2.24所示電路中各支路電流。圖2.23例2.10圖第一百零八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.11(二)解本電路只有一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn),設(shè)其電壓為U1,由式(2.25)得第一百零九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.11(三)設(shè)各支路電流I1、I2、I3的參考方向如圖中所示,求得各支路電流為第一百一十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四將“自導(dǎo)、互導(dǎo)”與“自阻、互阻”比較著講解,幫助學(xué)生理解這兩個(gè)概念。教學(xué)方法第一百一十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題
列出圖2.25所示電路的節(jié)點(diǎn)電壓方程.第一百一十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.7疊加定理第一百一十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求(1)理解疊加定理
(2)會(huì)用疊加定理分析電路第一百一十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn):
疊加定理的內(nèi)容
難點(diǎn):使用疊加定理時(shí)的注意事項(xiàng)
第一百一十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.疊加定理的內(nèi)容(一)疊加定理是線性電路的一個(gè)基本定理。
疊加定理可表述如下:在線性電路中,當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立電源作用時(shí),則任意支路的電流或電壓,都可以認(rèn)為是電路中各個(gè)電源單獨(dú)作用而其他電源不作用時(shí),在該支路中產(chǎn)生的各電流分量或電壓分量的代數(shù)和。第一百一十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.疊加定理的內(nèi)容(二)圖2.26疊加定理舉例第一百一十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.疊加定理的內(nèi)容(三)R2支路的電流第一百一十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.疊加定理的內(nèi)容(四)第一百一十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.使用疊加定理時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn)1)只能用來(lái)計(jì)算線性電路的電流和電壓,對(duì)非線性電路,疊加定理不適用。2)疊加時(shí)要注意電流和電壓的參考方向,求其代數(shù)和。3)化為幾個(gè)單獨(dú)電源的電路來(lái)進(jìn)行計(jì)算時(shí),所謂電壓源不作用,就是在該電壓源處用短路代替,電流源不作用,就是在該電流源處用開(kāi)路代替。4)不能用疊加定理直接來(lái)計(jì)算功率。第一百二十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.12(一)圖2.27例2.12圖圖2.27(a)所示橋形電路中R1=2Ω,R2=1Ω,R3=3Ω,R4=0.5Ω,Us=4.5V,Is=1A。試用疊加定理求電壓源的電流I和電流源的端電壓U。第一百二十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.12(二)解(1)當(dāng)電壓源單獨(dú)作用時(shí),電流源開(kāi)路,如圖2.27(b)所示,各支路電流分別為第一百二十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.12(三)電流源支路的端電壓U′為第一百二十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.12(四)
(2)當(dāng)電流源單獨(dú)作用時(shí),電壓源短路,如圖2.27(c)所示,則各支路電流為第一百二十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.12(五)
電流源的端電壓為電流源的端電壓為(3)兩個(gè)獨(dú)立源共同作用時(shí),電壓源的電流為第一百二十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.13(一)求圖2.28所示梯形電路中支路電流I5。第一百二十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.13(二)解此電路是簡(jiǎn)單電路,可以用電阻串并聯(lián)的方法化簡(jiǎn)。但這樣很繁瑣。為此,可應(yīng)用齊次定理采用“倒推法”來(lái)計(jì)算。第一百二十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.13(三)根據(jù)齊次定理可計(jì)算得第一百二十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四教學(xué)方法講授法第一百二十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題2.當(dāng)上題中電壓由15V增到30V時(shí),12Ω電阻支路中的電流變?yōu)槎嗌?
1.試用疊加原理求圖中電路12Ω電阻支路中的電流.第一百三十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.8戴維南定理第一百三十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求1理解戴維南定理
2會(huì)用戴維南定理分析電路第一百三十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn):戴維南定理的內(nèi)容
難點(diǎn):等效電阻的計(jì)算第一百三十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四1.戴維南定理內(nèi)容戴維南定理指出:含獨(dú)立源的線性二端電阻網(wǎng)絡(luò),對(duì)其外部而言,都可以用電壓源和電阻串聯(lián)組合等效代替(1)該電壓源的電壓等于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓(2)該電阻等于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部所有獨(dú)立源作用為零情況下的網(wǎng)絡(luò)的等效電阻第一百三十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.證明(一)下面我們對(duì)戴維南定理給出一般證明第一百三十五頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四2.證明(二)圖2.30戴維南定理的證明第一百三十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四3.等效電阻的計(jì)算方法(一)等效電阻的計(jì)算方法有以下三種:(1)設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源為零,用電阻串并聯(lián)或三角形與星形網(wǎng)絡(luò)變換加以化簡(jiǎn),計(jì)算端口ab的等效電阻。(2)設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源為零,在端口a、b處施加一電壓U,計(jì)算或測(cè)量輸入端口的電流I,則等效電阻Ri=U/I。第一百三十七頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四3.等效電阻的計(jì)算方法(二)(3)用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量,或用計(jì)算方法求得該有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓Uoc和短路電流Isc,則等效電阻Ri=Uoc/Isc。
第一百三十八頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.14(一)圖2.31(a)所示為一不平衡電橋電路,試求檢流計(jì)的電流I。圖2.31例2.14圖第一百三十九頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.14(二)解開(kāi)路電壓Uoc為第一百四十頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.15(一)圖2.32例2.15圖求圖2.32(a)所示電路的戴維南等效電路。
第一百四十一頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.15(二)解先求開(kāi)路電壓Uoc(如圖2.32(a)所示)第一百四十二頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四例2.15(三)然后求等效電阻Ri其中第一百四十三頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四教學(xué)方法講授法第一百四十四頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四思考題1.一個(gè)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路是什?如何求有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路?2.在什么條件下有源二端網(wǎng)絡(luò)傳輸給負(fù)載電阻功率最大?這時(shí)功率傳輸?shù)男适嵌嗌??第一百四十五?yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四*2.9含受控源電路的分析第一百四十六頁(yè),共一百六十頁(yè),編輯于2023年,星期四目的與要求1.理解四種受控源的類型
2.了解含受控源電路的分析方法第一百四
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