直流电路的分析方法.ppt

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1、第2章 直流电路的分析方法,2.1 电阻的串联、并联、混联及等效变换2.2 电压源与电流源及其等效变换2.3 支路电流法2.4 叠加定理2.5 戴维南定理,2.1 电阻的串联、并联、混联及等效变换,一、电阻的串联,二、并联,I=G1U+G2U+G3U=（G1+G2+G3）U=GU,G称为电导，单位S（西）,三、电阻的混联,四、等效变换,既有电阻的串联又有电阻的并联，这种连接称为电阻的混联,分析混联电路时，可应用电阻的串联、并联特点，逐步求解。,如果一个二端网络的伏安关系与另一个二端网络的伏安关系完全相同，那么这两个二端网络是等效的。,2.2电压源与电流源及其等效变换,一、电压源 1.理想电压源

2、（电压源）,2.实际电压源,实际电压源可以用理想电压源与一个电阻串联的电路模型来表示。,二、电流源,1.理想电流源,理想电流源简称电流源，其电流恒定不变或者按照某一固有的函数规律随时间变化，与其端电压无关。,2.实际电流源,实际电流源可用一个理想电流源与电阻相并联的电路模型来表示.,三、电源模型的连接,n个电压源串联,US=US1+US2+USn=,n个电流源并联,IS=IS1+IS2+ISn=,四、两种电源模型的等效变换,电压源与电阻串联的电路等效变换为电流源与电阻并联的电路,注意：(1)电流源电流的参考方向在电压源内部由负极指向正极。(2)理想电压源与理想电流源之间不能等效互换。(3)与电

3、压源并联的元件并不影响电压源的电压，对外电路，它可等效为一个理想电压源。(4)与电流源串联的元件并不影响电流源的电流，对外电路，它可等效为一个理想电流源。,【例2-2】化简图2-19（a）所示的电路。,【例2-3】利用电源等效变换，求图2-20（a）中的电流。,2.3 支路电流法,支路电流法求解电路的步骤为:,(4)联立求解所列的方程组，即可计算出各支路电流。,(1)选取各支路电流的参考方向，以各支路电流为未知量。(2)如电路中有n个节点、b条支路，按KCL列出（n-1）个独立的 节点电流方程。,(3)选取回路，并选定回路的绕行方向，按 KVL列出b-（n-1）个独立的回路电压方程。,I1+I

4、2-I3=0,I1R1-US1-I2R2+US2=0,I2R2-US2+I3R3=0,【例2-5】图2-22中，R1=2，R2=3，R3=5，US=11 V，IS=2 A，试求各支路电流。,解:该电路有两个节点，三条支路，支路电流的参考方向及回路 绕行方向如图所示。对节点 a I1-I2+I3=0 对回路1 I1 R1-US+I2R2=0 由于支路3含有电流源，故 I3=IS=2 A 代入已知数据，得 I1-I2=-2 2I1+3I2=11 解得 I1=1 A，I2=3 A。,2.4 叠加定理,叠加定理是指几个电源同时作用的线性电路中，任一支路的电流（或电压）都等于电路中每一个独立源单独作用下

5、在此支路产生的电流（或电压）的代数和。,注：电压源以短路线代替，电流源以开路代替,步骤:(1)将几个电源同时作用的电路分成每个电源单独作用的分电路。(2)在分电路中标注要求解的电流和电压的参考方向，对每个分电路进行分析，解出相应的电流和电压。(3)将分电路的电流和电压进行叠加。,【例2-6】用叠加定理求图2-23（a）所示电路中的电流I2，图中R1=3，R2=4，US=14 V，IS=7 A。,解:画出电压源单独作用的电路和电流源单独作用的电路。得,根据叠加定理得,【例2-7】用叠加定理求下图所示电路中的电压U。,解:画出电压源单独作用的电路和电流源单独作用的电路。,由图2-24（b）得,由图

6、2-24（c）得,根据叠加定理得 U=U+U=-0.4 V,应用叠加定理应注意:,（1）叠加定理只适用于线性电路。（2）叠加定理只适用于电路中的电压、电流，对功率不适用,2.5 戴维南定理,一、戴维南定理 戴维南定理是指任何一个有源线性二端网络，对其外部电路而言，都可以用电压源与电阻串联的电路等效代替。电压源的电压等于有源线性二端网络的开路电压，电阻等于有源线性二端网络内部所有独立源作用为零时（电压源以短路代替，电流源以开路代替）的等效电阻。步骤：(1)画出把待求支路从电路中移去后的有源线性二端网络。(2)求有源线性二端网络的开路电压UOC。(3)求有源线性二端网络内部所有独立源作用为零时（电压源以短路代替，电流源以开路代替）的等效电阻RO。(4)画出戴维南等效电路，将待求支路连接起来，计算未知量。,【例2-8】有源线性二端网络如图所示，求此二端网络的戴维南等效电路。,解:在图(a)中求开路电压UOC，得 UOC=31+6+32=15 V在图(b)中求等效电阻RO，得 RO=2+1=3画出UOC和RO构成的戴维南等效电路，如图(c)所示。,【例2-9】用戴维南定理求图所示电路中电阻RL上的电流I。,解:将RL支路断开，得到图b所示电路，开路电压UOC为 根据图c，有源线性二端网络所有独立源作用 为零时的等效电阻RO为,二、负载获得最大功率的条件,