用网络等效简化电路分析课件

电阻电路分析 第二章用网络等效简化电路分析 网络等效的本质 本质 当某单口网络输出电压电流关系 VCR 确定时 用VCR相同的单口去代替该单口 则未被替换部分的工作情况不受影响 但分析可变得简单 替换 含源线性电阻单口 电阻单口 图2 1 思考 接口u i由什么决定 如何决定 VCR曲线交点 2 1电阻分压电路与分流电路 电阻分压电路 高中物理知识 注意参考方向 1 先确定整体电路的参考极性及电压大小 2 利用分压公式求分压大小 根据局部整体参考极性一致性确定支路电压的正负号 图2 2 支路电压求法步骤 公式 2 1电阻分压电路与分流电路 a b R1 2k欧 R2 4K欧 R3 4k欧 已知 Uab 10V 求U1 U2 U3 U 图2 7 2 1电阻分压电路与分流电路 电阻分流电路 注意习惯电导的表达方式 电导并联 表征电阻元件对 电 的 导通 能力的参数 G 1 R i Gu 直观记忆 并联越多 整体导通能力越强 电导增加 电导 2 1电阻分压电路与分流电路 分流公式 图2 7 1 先确定整体电路的参考方向及电流大小 2 利用分流公式计算支路电流大小 根据局部整体参考方向一致性确定支路电流的正负号 求支路电流步骤 2 1电阻分压电路与分流电路 R1 2k欧 R3 4k欧 如图 求i1 i2 i3 R2 4k欧 i 10A 图2 1 2 2电阻单口网络 电路分析的简化方法 单口等效 基本概念 只有两个端钮与其它电路相连接的网络 称为二端网络 当强调二端网络的端口特性 而不关心网络内部的情况时 称二端网络为单口网络 简称为单口 One port 思考 端口特性指什么 2 2电阻单口网络 单口网络的等效 等效 VCR相同 等效单口网络 当两个单口网络的VCR关系完全相同时 称这两个单口是互相等效的 1 2 2 2电阻单口网络二 独立电源的串并联 独立电压源的串联 n个独立电压源的串联单口网络 等效于一个独立电压源 其电压等于各电压源电压的代数和 图2 13 其中与uS参考方向相同的电压源uSk取正号 相反则取负号 2 2电阻单口网络二 独立电源的串并联 a b a b 5V 6V 7V 8V U 求U 2 2电阻单口网络二 独立电源的串并联 独立电流源的并联 n个独立电流源的并联单口网络 等效于一个独立电流源 其电流等于各电流源电流的代数和 与iS参考方向相同的电流源iSk取正号 相反则取负号 图2 14 2 2电阻单口网络二 独立电源的串并联 例2 6电路如图2 16 a 所示 P63 已知iS1 10A iS2 5A iS3 1A G1 1S G2 2S和G3 3S 求电流i1和i3 图2 16 2 2电阻单口网络三 含源线性电阻单口 重点 由一些独立电源和线性电阻元件组成的线性电阻单口网络 可以等效为一个线性电阻和电压源的串联 或者等效为一个线性电阻和电流源的并联 可以通过计算端口VCR方程 得到相应的等效电路 基本方法 1 用外加电源法求出单口的VCR方程 2 根据VCR关系画出等效电路 例2 7图2 17 a 单口网络中 已知uS 6V iS 2A R1 2 R2 3 求单口网络的VCR方程 并画出单口网络的等效电路 图2 17 2 2电阻单口网络三 含源线性电阻单口 重点 含源线性电阻单口等效实例 解 在端口外加电流源i 写出端口电压的表达式 其中 根据上式所得到的单口网络等效电路是电阻Ro和电压源uoc的串联 如图 b 所示 例2 8图2 18 a 单口网络中 已知uS 5V iS 4A G1 2S G2 3S 求单口网络的VCR方程 并画出单口的等效电路 解 在端口外加电压源u 用2b方程写出端口电流的表达式为 其中 根据上式所得到的单口等效电路是电导Go和电流源iSC的并联 如图 b 所示 图2 18 例2 9求图2 19 a 和 c 所示单口的VCR方程 并画出单口网络的等效电路 解 图 a 所示单口的VCR方程为 根据电压源的定义 该单口网络的等效电路是一个电压为uS的电压源 如图 b 所示 图2 19 图 c 所示单口VCR方程为 根据电流源的定义 该单口网络的等效电路是一个电流为iS的电流源 如图 d 所示 图2 19 2 2电阻单口网络含源线性电阻单口两种等效电路的等效变换 相应的两种等效电路 如图 b 和 c 所示 含源线性电阻单口可能存在两种形式的VCR方程 即 2 2电阻单口网络含源线性电阻单口两种等效电路的互换 请验证VCR关系是否相同注意变换后的电源参考方向 例2 10用电源等效变换求图2 21 a 单口网络的等效电路 将电压源与电阻的串联等效变换为电流源与电阻的并联 将电流源与电阻的并联变换为电压源与电阻的串联等效 图2 21 关键 电路中的某个线性电阻单口网络能够用其等效电路来代替时 不会改变端口和电路其余部分的电压和电流 2 2电阻单口网络用单口等效电路简化电路分析 2 2电阻单口网络用单口等效电路简化电路分析 例2 11求图2 22 a 电路中电流i 图2 22 例2 12求图2 23 a 电路中电压u 2 再将电流源与电阻并联等效为一个电压源与电阻串联 得到图 c 所示单回路电路 由此求得 解 1 将1A电流源与5 电阻的串联等效为1A电流源 20V电压源与10 电阻并联等效为20V电压源 得到图 b 电路 图2 23 第2章复习 电阻分压公式电导分流公式单口等效 VCR 求等效电路 无电源的电阻电路 串联并联公式含源线性电阻电路 外加电源法外加电源法1 外加电压源或电流源2 求出