電工電子技術(shù)第一章ppt電子稿.ppt

1、,上頁,下頁,返回,抓住二個主要環(huán)節(jié),處理好三個基本關(guān)系,教學(xué)配合，評教評學(xué),聽課與筆記 作業(yè)與復(fù)習(xí) 自學(xué)與互學(xué),課堂聽課 課后復(fù)習(xí),如何學(xué)好本課程？,上頁,下頁,返回,第章電路分析基礎(chǔ),1.1 電路的基本概念 1.2 電路的基本元件 1.3 基爾霍夫定律 1.4 電路的常用定理 1.5 含受控源電路的分析,上頁,下頁,返回,第1章,1.1 電路的基本概念,1.1.1 電路及電路模型,1.1.2 電流、電壓的參考方向,1.1.3 電路的工作狀態(tài),第1章,上頁,下頁,返回,1.1.4 電路中的電位,主要內(nèi)容,1.1.1 電路及電路模型,1.電路的組成和作用 電路是電流的通路，它是為了某種需要由某

2、些電工、電子器件或設(shè)備組合而成的 。,實際電路,電路模型,第1章,上頁,下頁,返回,電力系統(tǒng),擴音器,電路的作用,上頁,下頁,返回,第1章,2.理想元件和電路模型,用于構(gòu)成電路的電工、電子元器件或設(shè)備統(tǒng)稱為實際電路元件，簡稱實際元件。實際電路元件從能量轉(zhuǎn)換角度看，有電能的產(chǎn)生、電能的消耗以及電場能量和磁場能量的儲存。 忽略實際電路元件的次要因素，僅反映它們的主要物理性質(zhì)的元件稱為理想電路元件。用理想電路元件組成的電路就是實際電路的電路模型。電路模型常用的理想電路元件有：理想電壓源、理想電流源、電阻、電感、電容，如圖1-3所示。,第1章,上頁,下頁,返回,上頁,下頁,返回,第1章,各種蓄電池和干

3、電池由化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。,電源,上頁,下頁,返回,第1章,汽輪發(fā)電機和風(fēng)力發(fā)電機將其它能轉(zhuǎn)換成電能。,實際的負(fù)載包括電動機、電動工具和家用電器等等。,負(fù)載,上頁,下頁,返回,第1章,1.1.2 電流、電壓的參考方向,1. 基本物理量,上頁,下頁,返回,第1章,2. 電壓、電流參考方向,a,b,R5,R2,R1,R3,R4,R6,+,+,E1,E2,E,U,R,I,a,b,電壓、電流實際方向：,上頁,下頁,返回,第1章,在解題前先任意選定一個方向，稱為參考方向（或正方向,可用箭頭、極性或雙下標(biāo)表示）。依此參考方向，根據(jù)電路定理、定律列電路方程，從而進行電路分析計算。,解決方法:,上頁,下頁,返回

4、,第1章,第1章,當(dāng)一個元件或一段電路上電流、電壓參考方向一致時，則稱它們?yōu)殛P(guān)聯(lián)參考方向，如圖1-6（a）所示，其歐姆定律為： U=IR 反之，圖1-6（b）則稱為非關(guān)聯(lián)參考方向，其歐姆定律應(yīng)為： U= - IR 在分析電路時，參考方向常習(xí)慣采用關(guān)聯(lián)參考方向。,圖1-6 參考方向的 關(guān)聯(lián)性,上頁,下頁,返回,第1章,例1-1,上頁,下頁,返回,應(yīng)用歐姆定律對圖1-7的電路列出式子,并求電阻R。,+,圖1-7 例1-1電路圖,已知：E =2V, R =1 問：當(dāng)Uab為1V時，I = ?,上頁,下頁,返回,第1章,例1-1.2,假定U 、I 的參考方向如圖所示，若 I = -3A ，E =2V

5、, R =1 Uab=？,1.電壓電流“實際方向”是客觀存在的物理現(xiàn)象，“參考方向” 是人為假設(shè)的方向。,上頁,下頁,返回,第1章,UR,E,I,R,a,b,d,例1-1.3,4.為方便列電路方程，習(xí)慣假設(shè)I與U 的參 考方向一致（關(guān)聯(lián)參考方向）。,2.方程U/I=R 只適用于R 上U、I參考方向一 致的情況。即歐姆定律表達(dá)式含有正負(fù)號， 當(dāng)U、I參考方向一致時為正，否則為負(fù)。,3.在解題前，一定先假定電壓電流的“參考方 向 ”，然后再列方程求解。即 U、I為代數(shù) 量，也有正負(fù)之分。當(dāng)參考方向與實際方 向一致時為正，否則為負(fù)。,上頁,下頁,返回,第1章,設(shè)電路任意兩點間的電壓U和電流I 為關(guān)聯(lián)

6、方向,則這部分電路消耗的功率為,3. 電路功率,如果假設(shè)方向不一致怎么辦？ 功率有無正負(fù)？,問題：,上頁,下頁,返回,第1章,P = UI,1)按所設(shè)參考方向如下圖所示,U、I參考方向一致,P = U I,功率的計算,U、I參考方向相反,上頁,下頁,返回,第1章,P = U I,2）將U、I 的代數(shù)值代入式中,P = U I,上頁,下頁,返回,第1章,第1章,上頁,下頁,返回,例1-2,圖1-8所示電路,已知:Us1=15V, Us2=5V,R=5,試求電流I和各元件的功率。,電路如下圖所示，已知：U = 10 V, I =1A 。試指出電路是電源還是負(fù)載.,解：按圖中假設(shè)的正方向列式： P

7、= UI=101=10W (負(fù)載性質(zhì)),1 ) P 為“”表示該元件吸收功率； P 為“” 則表示輸出功率。,2）在同一電路中，電源產(chǎn)生的總功率和負(fù) 載消耗的總功率是平衡的。,小結(jié)：,若：U = 10 V, I = 1 A 則 P =10 W （電源性質(zhì)）,上頁,下頁,第1章,返回,例1-3,電路在不同的工作條件下，將會出現(xiàn)處于通路、開路和短路三種狀態(tài)。 1.通路 當(dāng)電源與負(fù)載接通時，電路稱為通路。如圖1-10（a）。電路中的電流也就是電源發(fā)出的電流：,第1章,上頁,下頁,返回,1.1.3 電路的工作狀態(tài),第1章,上頁,下頁,返回,電氣設(shè)備的額定值,任何電氣設(shè)備的電壓、電流和功率都有一定的限額

8、,額定轉(zhuǎn)速 nN,電路處于通路時的功率平衡關(guān)系式為： PRL=PE-PR0=EI-R0I2=UI 電路只有處于通路的狀態(tài)才會有電流和功率的輸送和轉(zhuǎn)換。 電源的負(fù)載等電氣設(shè)備在一定的工作條件下其工作能力是一定的。表示電氣設(shè)備的正常工作條件和工作能力所規(guī)定的數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為電氣設(shè)備的額定值。它包括額定電壓UN、額定電流IN和額定功率PN等等。 電氣設(shè)備應(yīng)在工作在額定值時，才能獲得最佳的工作效率，若超過或低于額定值，會引起電氣設(shè)備的損壞或降低使用壽命，或不能發(fā)揮正常效能。,第1章,上頁,下頁,返回,2.開路 含源電路未連成閉合回路,電路中電流為零,稱這時的電路為開路,如圖1-10(b)所示。,第1章,上頁

9、,下頁,返回,3.短路 電路由于某種原因使電源兩端用導(dǎo)線連接，造成電源短路，稱電路處于短路狀態(tài)。如圖1-10（c）所示。,第1章,上頁,下頁,返回,電路短路是一種嚴(yán)重事故，由于短路電流很大，大大超過額定電流，因此會燒毀電源。為了防止短路，保護電源和電氣設(shè)備，實際電路中應(yīng)接入熔斷器FU。 在電工、電子技術(shù)中，有時為了某種需要也將部分電路或某些元件短路，這種人為的工作短接或進行某種短路實驗，應(yīng)該與事故短路區(qū)別開來。 例1-4 有一直流電源設(shè)備，額定值為：PN=400W，UN=110V，內(nèi)阻R0=1.38。當(dāng)負(fù)載電阻分別為50、10或發(fā)生短路事故，試求該電源的電動勢及上述不同負(fù)載情況下電源輸出功率。

10、,第1章,上頁,下頁,返回,第1章,上頁,下頁,返回,電位的概念 在分析和計算電路時,常常將電路中的某一點選作電位為零的參考點,電路中其它任何一點與參考點之間的電壓便是該點的電位。 在電力工程中規(guī)定大地為電位參考點，在電子電路中常與機殼聯(lián)接的輸入、輸出的公共導(dǎo)線為參考點，稱之為“地”，在電路圖中用“”表示。 在電路分析中，參考點原則上可以任意選取，但參考點選取的不同，各點的電位值也一不。當(dāng)參考點一經(jīng)確定之后，電路中各點的電位值才能確定，并且在分析計算電路的過程中不得更改。,第1章,上頁,下頁,返回,1.1.4 電路中的電位,第1章,上頁,下頁,返回,例 電路如圖1-11所示。若電路中選取e點為

11、參考點，各點對參考點的電位是多少？若電路中選取d點為參考點，各點對參考點d的電位又是多少？,第1章,上頁,返回,第1章,上頁,下頁,返回,例1-5 電路如圖1-13所示，試求B點電位及電壓UAB。,上頁,下頁,返回,第1章,上頁,下頁,返回,第1章,例1-6試求電路如圖1-14中，當(dāng)開關(guān)S斷開和閉合兩種情況下A點電位UA。,1.2 電路的基本元件,1.2.1 獨立電源元件,1.2.2 電阻、電感和電容元件,第1章,上頁,下頁,返回,1. 理想電壓源和理想電流源,2. 實際電源的兩種電路模型,3. 實際電源兩種模型的等效互換,下頁,上頁,返回,第1章,1.2.1 獨立電源元件,1.理想電壓源和理

12、想電流源 (1)理想電壓源(也稱恒壓源),外特性：輸出電壓與輸出電流的關(guān)系。,U,第1章,上頁,下頁,返回,特點：,1.輸出電流恒定不變 2.端電壓是任意的,即隨負(fù)載不同而不同,I,U,IS,(2)理想電流源(也稱恒流源),下頁,上頁,第1章,返回,特點,分析：IS 固定不變, US 固定不變。,上頁,下頁,第1章,返回,已知：Is ，US ，R 問：I 等于多少？,U 又等于多少？,例1,解：1. Uab = US ,2. 若R 減小為1，,電流源的功率PIS=-ISUS=-4W不變！,電壓源的功率,IUs = I Is=3A,上頁,下頁,第1章,返回,2.若使R 減小為1，I 如何變？兩個

13、電源的功率如何變？,1.I 等于多少？,2. 實際電源的兩種電路模型,(1)實際電源的模型,下頁,上頁,第1章,返回,I,U,+,-,b,a,(2)實際電壓源模型,第1章,下頁,上頁,返回,R,外特性曲線,(3)實際電流源模型,上頁,下頁,第1章,返回,外特性曲線,b,a,R,IsRo(R=),3.實際電源兩種模型的等效變換,上頁,下頁,返回,第1章,等效變換的條件,U = UsIR0,U = IR0R0,= IsR0 I R0,= ( Is I ) R0,上頁,下頁,第1章,返回,電壓源模型 電流源模型,下頁,上頁,第1章,返回,2）所謂“等效”是指“對外電路”等效（即對外電 路的伏安特性一

14、致），對于電源內(nèi)部并不 一定等效。例如，在電源開路時：,1）電壓源模型與電流源模型變換前后電流的 方向保持不變，即IS和Us方向一致。,R0 不消耗能量,上頁,下頁,第1章,返回,3） 理想電壓源（恒壓源）與理想電流源（恒流源）之間不能互換。,上頁,下頁,第1章,返回,上頁,下頁,第1章,返回,1.電阻元件,電阻（R）：具有消耗電能特性的元件。,伏安特性：電阻元件上電壓與電流間的關(guān)系稱為伏安特性。,1.2.2 電阻、電感和電容元件,i,u,當(dāng)電壓與電流之間不是線性函數(shù)關(guān)系時，稱為非線性電阻。,當(dāng) 恒定不變時，稱為線性電阻。,第1章,上頁,下頁,返回,第1章,上頁,下頁,返回,實際的金屬導(dǎo)體的電

15、阻與導(dǎo)體的尺寸及材料的導(dǎo)電性能有關(guān)。,式中稱為電阻率，是表示材料對電流起阻礙作用的物理量。l 是導(dǎo)體的長度， S 為導(dǎo)體的截面積。,電阻的單位是歐姆（），千歐（k）。,第1章,上頁,下頁,返回,幾種常見的電阻元件,普通金屬膜電阻,繞線電阻,電阻排,熱敏電阻,2.電感元件,單位：H, mH, H,單位電流產(chǎn)生的磁鏈,電感：能夠存儲磁場能量的元件。,上頁,下頁,第1章,返回,電感元件的基本關(guān)系式,其中：,第1章,上頁,下頁,返回,電感是一種儲能元件，儲存的磁場能量為,電感元件在直流電路中,相當(dāng)于一根無阻導(dǎo)線 !,第1章,上頁,下頁,返回,第1章,上頁,下頁,返回,線圈的電感與線圈的尺寸、匝數(shù)以及附

16、近介質(zhì)的導(dǎo)磁性能等有關(guān)。,對于一個密繞的N 匝線圈，其電感可表示為,式中即為線圈附近介質(zhì)的磁導(dǎo)率（H/m)，S 為線圈的橫截面積（m2)，l 是線圈的長度（m）。,第1章,上頁,下頁,返回,幾種常見的電感元件,帶有磁心的電感,陶瓷電感,鐵氧體電感,3.電容元件,C 相當(dāng)于開路!,電容元件在 直流電路中：,電容：具有存儲電場能量特性的元件。,i = 0,第1章,上頁,下頁,返回,電容是一種儲能元件，儲存的電場能量為：,第1章,上頁,下頁,返回,電容器的電容與其極板的尺寸及其間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。,式中即為其間介質(zhì)的介電常數(shù)（F/m)，S 為極板的面積（m2)，d 是極板的距離（m）。,第1章,上

17、頁,下頁,返回,幾種常見的電容器,普通電容器,電力電容器,電解電容器,理想元件的伏安關(guān)系,第1章,上頁,下頁,返回,（u與i參考方向一致）,實際的電阻、電感和電容器在多數(shù)情況下可以只考慮其主要物理性質(zhì)，將它們近似看成理想元件，分別只有電阻性、電感性和電容性。但在有些情況下，除了考慮這些元件的主要物理性質(zhì)外，還要考慮其次要的物理性質(zhì)，此時可以用R、L、C組成的模型來表示。例如，考慮電能損耗的電容器時，可用圖1-23（a）電路來表示，若要考慮電能損耗和儲存磁場能量時的電容器時，可用圖1-23（b）電路表示。,上頁,下頁,返回,第1章,實際元件參數(shù)的表示,在實際使用中，若單個電阻、電感和電容元件的數(shù)

18、值不能滿足要求時，可將幾個元件串或并聯(lián)起來使用，教材中表1-1給出了兩個同性質(zhì)的元件串或并聯(lián)時參數(shù)的計算公式。 表1-1兩個同性質(zhì)的元件串或并聯(lián)時參數(shù)的計算,上頁,下頁,返回,第1章,回顧：,1.1.1 電路及電路模型 1.1.2 電流、電壓的參考方向 1.1.3 電路的工作狀態(tài) 1.1.4 電路中的點位 1.2.1 獨立電源元件 1.2.2 電阻、電感和電容元件,第1章,上頁,下頁,返回,1.3 基爾霍夫定律,1.3.1 基爾霍夫電流定律(KCL),1.3.2 基爾霍夫電壓定律(KVL),第1章,上頁,下頁,返回,基爾霍夫定律是電路作為一個整體所服從的基本規(guī)律，它闡述了電路各部分電壓或各部分

19、電流相互之間的內(nèi)在聯(lián)系。,KCL應(yīng)用于結(jié)點,可以確定電路中各支路電流之間的關(guān)系; KVL應(yīng)用于回路,可以確定電路中各部分電壓之間的關(guān)系。,第1章,上頁,下頁,返回,支路：連接兩個結(jié)點之間電路。同一支路流過電流相同。,回路：電路中任一閉合路徑稱為回路。,支路：ab, ad, (b=6）,回路：abda, bcdb (L=7）,結(jié)點：a, b, (n=4）,結(jié)點：三個或三個以上電路元件的聯(lián)結(jié)點。,網(wǎng)孔：單孔回路。,a,名詞注釋：,第1章,上頁,下頁,返回,1.3.1 基爾霍夫電流定律(KCL),依據(jù) ：電流的連續(xù)性。,內(nèi)容 ：在任何電路中，任何結(jié)點上的所有支路電流的代數(shù)和在任何時刻都等于零。其數(shù)學(xué)

20、表達(dá)式為, I = 0,第1章,上頁,下頁,返回,應(yīng)用步驟（以結(jié)點a為例） ：,若已知 I1 =1A, I5 =4A 則：,第1章,上頁,下頁,返回,I = ?,KCL的擴展應(yīng)用舉例,I,第1章,上頁,下頁,返回,1.3.2 基爾霍夫電壓定律(KVL),內(nèi)容：在任一時刻，沿電路內(nèi)任一回路以任一方向繞行一周時，沿繞行方向上的電位升（電動勢）之和等于電位降之和。,回路：a-b-d-a,依據(jù)：電位的單值性。,E6,第1章,上頁,下頁,返回,或：在任何電路中，形成任何一個回路的所沿同一繞行方向電壓的代數(shù)和在任何時刻都等于零。,應(yīng)用步驟：,第1章,上頁,下頁,返回,KVL的擴展應(yīng)用-用于開口電路。,KV

21、L的意義：表明了電路中各部分電壓間的相互關(guān)系。,第1章,上頁,下頁,返回,解：圖1-27(a)為并聯(lián)電路,并聯(lián)的各元件電壓相同,均為Us=10V,則I1由歐姆定律可得 I1=10/5=2A,第1章,上頁,下頁,返回,對結(jié)點a列KCL方程可得 I2=I1-Is=2-5=-3A,則電阻R消耗的功率為 PR=RI12=522=20W,恒壓源的功率為 PUs=-UsI2=-10(-3)=30W 吸收,恒流源的功率為 PIs=-UsIs=-105=-50W 發(fā)出,圖1-27(b)為串聯(lián)電路,串聯(lián)的各元件電流相同,均為Is=5A,則U1由歐姆定律可得 U1=55=25V,列回路KVL方程求U2,可得 U2

22、=U1+Us=25+10=35V,則電阻R消耗的功率為 PR=RIs2=552=125W,恒壓源的功率為 PUs=UsIs=105=50W 吸收,恒流源的功率為 PIs=-U2Is=-355=-175W 發(fā)出,第1章,上頁,下頁,返回,圖1-28所示是上一個 分壓電路,已知R1=3, R2=7,Us=20V,試求理想電壓源的電流I和電壓U1、U2,例1-9,解：根據(jù)回路列寫KVL方程為 I R1+I R2=Us 則理想電壓源發(fā)出的電流為 I=,=2A,=,串聯(lián)電路的分壓公式,第1章,上頁,下頁,返回,圖1-29所示是一個 分流電路,已知R1=2, R2=3,Is=10A,試求理想電流源的電壓U

23、和電流I1、I2。,例1-10,并聯(lián)電路的分流公式,第1章,上頁,下頁,返回,解：設(shè)流過R1電流的參考方向如圖所示。,應(yīng)用KCL可得,IR1=I2 - I1=1A,發(fā)出功率,b,第1章,上頁,下頁,返回,1.3.3 基爾霍夫定律的應(yīng)用 支路電流法,支路電流法是分析電路的基本方法。它是以支路電流為未知量，應(yīng)用KCL和KVL列出方程，然后求出各支路電流的方法。 電路支路電流求出后，各支路電壓和功率就能很容易求解出來了。支路電流法的解題步驟如下： 1.確定支路數(shù)目b 。若電路有b個支路電流，應(yīng)列出b 個獨立方程。 2.標(biāo)出各支路電流的參考方向。根據(jù)電路的結(jié)點數(shù)n,應(yīng)根據(jù)KCL列出n-1個獨立的電流方

24、程。 3.確定電路的獨立回路數(shù)m，應(yīng)用KVL列出m個電壓方程。獨立回路數(shù)m= b -（ n-1 ）=網(wǎng)孔數(shù)。 4.解聯(lián)b個方程，求出各支路電流。,第1章,上頁,返回,下頁,第1章,上頁,返回,下頁,第1章,上頁,下頁,返回,例1-12,試用支路電流法求解圖1-31所示電路中的各支路電流和理想電流源兩端電壓Ux。,解:電路中I1=Is=5A,只有 I2和I3是未知的,只需對結(jié) 點a列一個KCL方程: 結(jié)點a : Is + I3= I2 回路1方程: -R2I2-R3I3=Us 回路2方程: R1Is+R2I2=Ux-Us 三個方程,正好解三個未知量,代入數(shù)據(jù): 結(jié)點a : 5 + I3= I2

25、回路1: -I2-4I3=10 回路2: 8Is+I2=Ux-10,解方程得: I2=2A; I3=-3A; Ux=52V,第1章,上頁,返回,下頁,第1章,上頁,下頁,返回,第1章,上頁,下頁,返回,1.4 電路的常用定理,上面介紹的支路電流法是電路分析的基本方法,適用于任何電路。缺點是當(dāng)支路較多時，列寫的方程數(shù)多，求解繁瑣。下面介紹幾個常用定理分析電路的方法。,1.4.1 彌爾曼定理 節(jié)點電壓法,彌爾曼定理指出：對于只有兩個結(jié)點而有多條支路并聯(lián)組成的電路，在求各支路電流時，可先求出這兩個結(jié)點間的電壓，然后現(xiàn)求解各支路電流。 彌爾曼定理是應(yīng)用KCL列寫結(jié)點電壓的方法，故又稱為節(jié)點電壓法。,第

26、1章,上頁,下頁,返回,下面以圖1-32所示的兩個結(jié)點的電路，介紹列寫節(jié)點電壓方程的方法。,設(shè)結(jié)點a的電壓為Uab,并對結(jié)點a列寫KCL方程 I1=I2+I3,代入KCL方程得,3.整理得結(jié)點電壓方程為,第1章,上頁,下頁,返回,第1章,上頁,下頁,返回,例1-14 試求圖1-33所示電路的結(jié)點電壓Uab。,解: 圖1-33電路中有一個2A的恒流源支路,應(yīng)用結(jié)點電 壓公式時應(yīng)注意：在公式中的分子中應(yīng)增加該恒流源的代數(shù)和。當(dāng)該恒流源電流與結(jié)點電壓參考方向一致時為負(fù)，反之為正。在公式中的分母中不計及與該恒流源串聯(lián)的電阻。,第1章,上頁,下頁,返回,圖1-33電路的結(jié)點電壓Uab方程為,因為恒流源支

27、路中不論串不串入元件，都不影響其理想電流值,第1章,上頁,下頁,返回,1.4.2 疊加定理,在由多個獨立電源共同作用的線性電路中，任一支路的電壓或電流，等于各個獨立電源單獨作用時在該支路中產(chǎn)生的電壓或電流的代數(shù)和。,疊加定理指出:,應(yīng)用說明,疊加原理只適用于線性電路。,第1章,上頁,下頁,返回,疊加時以原電路的電壓或電流的參考方向為準(zhǔn)，若各個獨立電源單獨作用時的電壓或電流的參考方向與原電路的電壓或電流參考方向一致時取正，相反則取負(fù)。,當(dāng)其中某一個電源單獨作用時，其余的獨立電源 不作用時應(yīng)移去（即電壓源予以短路，電流源予以開路）。,=,US,Is,Is,+,US,I,I,I,I= +I,I,第1

28、章,上頁,下頁,返回,解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。最后結(jié)果是各部分電壓或電流的代數(shù)和。,疊加原理只能用于求電壓或電流，不能用于求功率。,第1章,上頁,下頁,返回,例1-15 圖1-34所示電路中，已知Us=9V，Is=6A，R1=6,R2=4，R3=3。試用疊加定理求各支路中的電流。,解：根據(jù)原電路畫出各個獨立電源單獨作用的電路，并標(biāo)出各電路中各支路電流或電壓的參考方向。如圖1-34中（b）和(c)電路。,第1章,上頁,下頁,返回,按各電源單獨作用的電路，分別求出每條支路的電流或電壓值。,當(dāng)圖（b）中恒流源Is單獨作用時 已知 I2=Is=6A 由分流公式可得,當(dāng)圖（c）中恒壓源U

29、s單獨作用時 已知 I2=0 由歐姆定律可得,I1=I3=,=,=1A,第1章,上頁,下頁,返回,疊加定理的優(yōu)點是：可將一個多電源共同作用的線性電路，轉(zhuǎn)化為單電源分別作用的電路。它是處理線性電路的普遍適用的規(guī)律，可以通過它推導(dǎo)出其它重要的定理。 缺點是：不能應(yīng)用于非線性電路，也不能用于功率的計算，當(dāng)電路電源較多時，計算的工作量也較繁瑣。,作業(yè)：,P29 1-18、1-20,上頁,下頁,第1章,返回,1.4.3 等效電源定理,等效電源定理包括戴維寧定理和諾頓定理，是分析計算復(fù)雜線性電路的一種有效工具。 當(dāng)只需計算復(fù)雜電路中某一支路的電流時，應(yīng)用等效電源定理來求解最為方便。 等效電源定理的求解思想

30、是：將待求的支路從電路中取出，把其余電路用一個等效電源來代替，然后再將待求的支路與等效電源電路聯(lián)接，這樣就把復(fù)雜的電路化為簡單的電路來求解了。 等效電源定理處理復(fù)雜電路時，需要將原電路分解為二部分：當(dāng)待求支路移去后，對剩余部分含有電源的兩端電路，稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)。若令剩余部分電路中全部電源為零的兩端電路，稱為無源二端網(wǎng)絡(luò)。,第1章,上頁,下頁,翻頁,返回,Two-terminals,第1章,上頁,下頁,返回,等效有源二端網(wǎng)絡(luò)若用電壓源表示的二端網(wǎng)絡(luò) 的分析方法，稱為戴維寧定理；若用電流源表示二端網(wǎng)絡(luò)的分析方法，稱為諾頓定理。,第1章,上頁,下頁,返回,內(nèi)容：對外電路來說，任意一個線性有源二端網(wǎng)

31、絡(luò)都可以用一個實際電壓源模型來等效代替，稱為戴維寧定理等效電路。,1.戴維寧定理,第1章,上頁,下頁,返回,等效電壓源模型的理想電壓源，等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓；,US =0，應(yīng)予以短路 Is= 0，應(yīng)予以開路,第1章,上頁,下頁,返回,R3,a,b,R1,R2,US1,+,_,US2,+,_,IS,第1章,上頁,下頁,返回,例1-16 試用戴維寧定理求圖1-37(a)所示電路中的電流I 。,第1章,上頁,下頁,返回,解: 求開路電壓U0 將圖(a)所示的原電路 中待求支中從ab端移去,畫出圖(b) 求開路電壓U0的電路圖。設(shè)圖(b)中c點為參考點,則,(2)求等效內(nèi)阻R0 將(b)圖中的理

32、想電壓源和理想電流源移去,畫出圖(c)求等效內(nèi)阻的電路圖.,(3)求待求支流電流I 畫出圖(d)戴維寧等效電路圖.,第1章,上頁,下頁,返回,從上例可看出,用戴維寧定理求解某支路電流時可分為三步,即 求待求支路斷開后的開路電壓U0； 求待求支路斷開后無源電路的等效電阻R0, 畫出戴維寧等效電路，接入待求支路求I。,若對有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不了解，或很復(fù)雜，也可采用實驗的方法求出U0和R0，一般有二種方法：,上頁,第1章,返回,下頁,測開路電壓和短路電流,（適用于允許短路的場合）,上頁,第1章,返回,下頁,測開路電壓和外接負(fù)載電阻電壓,b,UoUL=IRo,（適用于不允許短路的場合）,上頁,第1章,

33、返回,下頁,例 求下面電路中R支路的電流。,a,b,+,-,+,-,E,I,R,解,5,15,5,10,10,10v,R2,R1,R3,R4,Uab,10v,10,10,15,5,= 2.5V,上頁,第1章,返回,下頁,求圖示電路 I 。,補充例題,上頁,第1章,返回,下頁,U0 =Va Vb，,設(shè)： C點為零電位。,Vb =IS R5=3v,步驟1：斷開被求支路， 求開路電壓U0。,上頁,第1章,返回,下頁,采用疊加原理求UR1,US單獨作用時:,上頁,第1章,返回,下頁,IS 單獨作用時:,UR1,C,R2,a,b,R5,IS,R1,R3,UR1 = UR1+ UR1= -9V,步驟2：求

34、等效電源的內(nèi)阻,U0 = Va Vb= 7-3 = 4v,求開路電壓U0,返回,下頁,上頁,第1章,步驟3：求支路電流I,返回,下頁,上頁,第1章,第1章,上頁,下頁,返回,2.諾頓定理,內(nèi)容：任意一個有源線性二端網(wǎng)絡(luò)，就其對外的效果來看，可以用一個電流源模型來等效代替。,R,U,有源二端網(wǎng)絡(luò),b,諾頓定理,IsC,R0,a,b,+,_,上頁,第1章,返回,下頁,電流源模型的ISC，為有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端的短路電流。,電流源模型的等效內(nèi)阻R0 ，仍為相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻（同戴維寧定理）。,b,a,無源 二端 網(wǎng)絡(luò),上頁,第1章,返回,下頁,小結(jié),上頁,第1章,返回,下頁,1.5 含受控源電

35、路的分析,前面討論的電路中的電壓源和電流源都是不受外電路控制而獨立存在的，故稱為獨立電源。其實，在電子電路中還有另外一種類型的電源，它們在電路中也能起電源的作用，但其電壓和電流會受到電路中某個支路的電壓或電流的控制而不能獨立存在，這種電源稱為受控電源。 受控電源的特征是：當(dāng)控制它們的某個支路的電壓或電流為零時，受控電源的電壓或電流也為零。,1.5.1 受控電源的類型和符號,上頁,第1章,返回,下頁,根據(jù)控制量是電壓或電流，受控源是電壓或電流，理想受控源可以分為四種，(a) VCVS; (b) CCVS; (c) VCCS; (d) CCCS，它們的符號如圖1-40所示。,從上面四種理想受控源看出,它們有兩對端鈕,一對為輸入控制端口,用于輸入電壓或電流的控制量,另一對為受控的輸出端,輸出的是受控電壓或受控電流。,應(yīng)注意的是：理想受控源的輸入端和輸出端都是理想的，即 在輸入端，電壓控制時輸入端為開路（I1=0）；電流控制時輸入端為短路（U1=0），這說明，理想的輸入,輸入功率為零。 在輸出端，若為受控的理想電壓源，輸出電壓恒定