电工技术教学课件PPT直流电路的测试与分析.ppt
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1、电工技术,任务(一):基尔霍夫定律的认识,【学习目标】1.理解有关的名词术语;2理解基尔霍夫定律;3能够进行电流和电压的分析。【重点难点】1基尔霍夫定律的推广应用。,一、常用电路名词,以图 所示电路为例说明常用电路名词。,1.支路:电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图 电路中的 ED、AB、FC 均为支路,该电路的支路数目为 b=3。,2.节点:电路中三条或三条以上支路的连接点。如图 电路的节点为 A、B 两点,该电路的节点数目为 n=2。,常用电路名词的说明,3回路:电路中任一闭合的路径。如图所示电路中的 CDEFC、AFCBA、EABDE 路径均为回路,该电路的回路数目为 l
2、=3。,4网孔:不含有分支的闭合回路。如图所示电路中的AFCBA、EABDE 回路均为网孔,该电路的网孔数目为 m=2。,5网络:在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。,常用电路名词的说明,基尔霍夫定律,基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律,又分为:,基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电流定律,基尔霍夫定律,(一)基尔霍夫电流定律(KCL),基尔霍夫电压定律,24a25,(一)基尔霍夫电流定律(KCL)基尔霍夫电流定律的推广应用,IC+IBIE0,(一)基尔霍夫电流定律(KCL),例题:图示的部分电路中,已知I13A,I45A,I58A,试 求I2、I3和I6。,基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电流定
3、律,(二)基尔霍夫电压定律(KVL),(二)基尔霍夫电压定律(KVL),基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电流定律,例题:在图示回路中,已知E120V,E210V,Uab4V,Ucd=-6V,Uef5V,试求Ued和Uad。,31,(二)基尔霍夫电压定律(KVL),二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)注:不同学生采用不同的思路,即第二种思路讲定律),1.电流定律(KCL)内容,电流定律的第一种表述:在任何时刻,电路中流入任一节点中的电流之和,恒等于从该节点流出的电流之和,即,I流入 I流出,例如图 中,在节点 A 上:,I1I3 I2I4I5,电流定律的举例说明,电流定律的第二种表述:在任何时刻,电路
4、中任一节点上的各支路电流代数和恒等 于零,即 I 0。,一般可在流入节点的电流前面取“”号,在流出节点的电流前面取“”号,反之亦可。例如图 3-2 中,在节点 A 上:I1 I2 I3 I4 I5 0,电流定律的举例说明,在使用电流定律时,必须注意:,(1)对于含有 n 个节点的电路,只能列出(n 1)个独立的电流方程。,(2)列节点电流方程时,只需考虑电流的参考方向,然后再带入电流的数值。,为分析电路的方便,通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向,叫做电流的参考方向,通常用“”号表示。,电流的实际方向可根据数值的正、负来判断,当 I 0时,表明电流的实际方向与所标定的参
5、考方向一致;当 I 0 时,则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。,2.KCL的应用举例,(1)对于电路中任意假设的封闭面来说,电流定律仍然成立。如图 所示,对于封闭面 S 来说,有 I1+I2=I3。,(2)对于网络(电路)之间的电流关系,仍然可由电流定律判定。如图,流入电路 B 中的电流必等于从该电路中流出的电流。,电流定律的应用举例(1),电流定律的应用举例(2),(3)若两个网络之间只有一根导线相连,那么这根导线中一定没有电流通过。,(4)若一个网络只有一根导线与地相连,那么这根导线中一定没有电流通过。,例题 2-1,【例2-1】如图 所示电桥电路,已知 I1=25 mA,I3=
6、16 mA,I4=12 mA,试求其余电阻中的电流 I2、I5、I6。,解:,说明:电流 I2 与 I5 均为正数,表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同,I6 为负数,表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。,在节点 a 上:I1=I2+I3,则 I2=I1 I3=(25 16)mA=9 mA在节点 d 上:I1=I4+I5,则 I5=I1 I4=(25 12)mA=13 mA在节点 b 上:I2=I6+I5,则I 6=I2 I5=(9 13)mA=4 mA,三、基尔霍夫电压定律(回路电压定律),1.电压定律(KVL)内容,在任何时刻,沿着电路中的任一回路绕行方向,回路中各段电压的
7、代数和恒等于零,即,如图所示电路说明基夫尔霍电压定律。,电压定律的举例说明,沿着回路 abcdea 绕行方向,有 Uac=Uab+Ubc=R1I1+E1,Uce=Ucd+Ude=R2I2 E2,Uea=R3I3,则,Uac+Uce+Uea=0,即,R1I1+E1 R2I2 E2+R3I3=0,上式也可写成R1I1 R2I2+R3I3=E1+E2,对于电阻电路来说,任何时刻,在任一闭合回路中,各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和,即,2利用 KVL定律列回路电压方程的原则,(1)标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行,也可沿着逆时针方向绕行,但已经选定后不
8、能中途改变。),(2)电阻元件的端电压为 RI,当电流 I 的参考方向与回路绕行方向一致时,选取“+”号;反之,选取“”号;,(3)在绕行过程中从元器件的正极到负极,电压取正,反之为负。若采取,电源电动势为 E,当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时,选取“+”号,反之应选取“”号。,举例说明例一,例 2,下图所示电路中,各电阻上的电流、电压参考方向已经标明,规定电源上电压降的方向由正极到负极,试按基尔霍夫第二定律列出回路方程。,解:设回路绕行方向为 abcda(即顺时针方向),则有,任务(二):复杂直流电路的分析,【学习目标】1.掌握支路电流法;2掌握叠加定理;3掌握戴维南定理;4.掌握
9、节点电压法;5.了解两种电源的等效转换。【重点难点】1支路电流法;2.戴维南定理。,一、支路电流法,以各支路电流为未知量,应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,解出各支路电流,从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率,这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。,对于具有 b 条支路、n 个节点的电路,可列出(n 1)个独立的电流方程和 b(n 1)个独立的电压方程。,凡不能用电阻串、并联等效简化的电路,称为复杂电路。,支路电流法是计算复杂电路的一种基本方法。,图示电路为复杂电路。,支路电流法的解题原则是:,以支路电流为求解对象,应用基尔霍夫电流、电压定律对结点和回路列出所需的方程组,然后
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