模电第二章电路的分析方法.ppt
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1、1,2.1 支路电流法,第2章 电路的分析方法,2.2 结点电压法,2.4 叠加定理,2.5 等效电源定理,2.3 电源等效变换法,2,电路的分析方法,电路分析通常是已知电路的结构和参数,求取电路中的基本物理量。分析的依据是电路的基本定律。,对于简单电路,通过串、并联关系即可求解。如,3,对于复杂电路(如下图)仅通过串、并联无法求解,必须经过一定的解题方法,才能算出结果。,如:,4,未知:各支路电流,解题思路:根据电路的基本定律(欧姆定律、基尔霍夫电流定律和电压定律),列节点 电流和回路电压方程,然后联立求解。,2.1 支路电流法,已知:电路结构和参数,5,关于独立方程式的讨论,问题:在用基尔
2、霍夫电流定律或电压定律列方程时,可以列出多少个独立的KCL、KVL方程?,3条支路;2个节点;3个回路,2个网孔,KCL方程:,节点a:,节点b:,KVL方程:,独立方程只有 1 个,#1:,#2:,#3:,独立方程只有 2 个,6,设:电路中有N个节点,B个支路,N=2、B=3,小 结,7,用支路电流法解题步骤,1.对每一支路假设一未知电流(I1IB);,4.解联立方程组,得 I1IB。,2.列N-1个节点电流方程;,3.列 B-(N-1)个回路(取网孔)电压方程;,设:电路中有N个节点,B个支路,8,节点a:,列3个独立KCL方程,节点c:,节点b:,节点数 N=4支路数 B=6,列3个独
3、立KVL方程(网孔),b,a,c,d,电压、电流方程联立求得:I1I6,9,是否能少列一个方程?,N=2 B=3,支路电流未知数少一个:,支路中含有恒流源的情况,I1+6=I,解得:I=4A I1=-2A,2I1+4 I=12,10,支路电流法的优缺点,优点:支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据KCL、KVL、欧姆定律列方程,就能得出结果。,缺点:电路中支路数多时,所需方程的个 数较多,求解不方便。,手算时,适用于支路数较少的电路。,11,2.2 结点电压法,未知:各结点电压,已知:电路结构和参数,结点电压:任意选择电路中的某个结点为参考结点,其他结点与此参考结点之间的电压称为结
4、点电压。,12,解题思路:,(1)指定支路电流的参考方向。,(2)除参考结点外,对其余结点列KCL方程。,(3)用结点电压来表示支路电流,代入KCL方程中,求解结点电压。,(4)根据结点电压求解电路中其他的参数。,13,用结点电压法求解Uab,以b点为参考结点,对a点列KCL,I1+I2+I3=0,用结点电压Uab表示支路电流:,代入KCL方程中:,结点电压:,14,结论:,(1)分母各项总为正,等于与该结点相连的各支 路的电阻的倒数和。,(2)分子各项可为正,也可为负。当与该结点相连的支路包含电压源,电压源的电压与结点电压一致时,为正,反之,为负。若该支路包含电流源,电流源的电流流入结点为正
5、,相反为负。,15,以b为参考结点,列a点:,16,求a、b两点的电位。,17,1.理想电压源的串联和并联,相同的电压源才能并联,电源中的电流不确定。,串联,+,_,uS,+,_,uS2,+,_,+,_,uS1,+,_,uS,注意参考方向,并联,uS1,+,_,+,_,I,uS2,2.3 电源等效变换法,18,+,_,uS,+,_,i,u,R,uS2,+,_,+,_,uS1,+,_,i,u,R1,R2,电压源与支路的串、并联等效,uS,+,_,I,任意元件,u,+,_,R,uS,+,_,I,u,+,_,对外等效!,19,2.理想电流源的串联并联,相同的理想电流源才能串联,每个电流源的端电压不能
6、确定,串联,并联,iS,iS1,iS2,iSn,iS,注意参考方向,i,iS2,iS1,20,电流源与支路的串、并联等效,iS1,iS2,i,R2,R1,+,_,u,R,iS,任意元件,u,_,+,iS,R,对外等效!,21,3.实际电源模型等效变换,伏安特性,实际电压源模型,E,内阻,串!,E/RO,开路点,短路点,I U,22,实际电流源模型,并!,伏安特性,IS,ISRO,开路点,短路点,I U,内阻,23,实际电压源与实际电流源的等效互换,等效互换的条件:对外的电压电流相等。,I=I Uab=Uab,即:外特性一致,IS,a,b,Uab,I,RO,24,25,等效变换的注意事项,(1)
7、“等效”是指“对外”等效(等效互换前后对外伏-安特性一致),对内不等效。,RO中不消耗能量,RO中则消耗能量,对内不等效,对外等效,例如当,26,(2)注意转换前后 E 与 Is 的方向,E与IS方向一致!,27,(3)恒压源和恒流源不能等效互换,恒压源和恒流源伏安特性不同!,(4)在进行等效变换时,与恒压源串联的电阻和与恒流源并联的电阻可以作为其内阻处理。,28,(5)串联的恒压源可以合并,并联的恒流源可以合并。,29,应用电源的等效变换分析电路的步骤:,1,将待求量所在支路作为外电路;,2,对除外电路以外的电路进行等效变换,3,在将变换后的电路与外电路(待求支路)相连,求出相应的物理量,3
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- 第二 电路 分析 方法
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