电路与模拟电子学电阻电路分析PPT课件

1、2.1 简单电路的分析计算简单电路的分析计算2.1.1 电阻的连接电阻的连接1. 电阻的串联电阻的串联电路特点电路特点nkuuuu 1+_R1R n+_u ki+_u1+_unuRk(a) 各电阻顺序连接，流过同一电流各电阻顺序连接，流过同一电流(b) 总电压等于各串联电阻的电压之和总电压等于各串联电阻的电压之和 +-第1页/共109页 由欧姆定律由欧姆定律等效等效串联电路的总电阻等于各分电阻之和。串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 等效电阻等效电阻iRiRRiRiRiRueqnnK)(11k1knk1eqRRRRRRnk结论+_R1Rn+_u ki+_u1+_unuRku+_Re qi第2页

2、/共109页串联电阻的分压串联电阻的分压 电压与电阻成正比，因此串联电阻电路可作分电压与电阻成正比，因此串联电阻电路可作分压电路。压电路。uuRRRuRiRueqkeqkkk例两个电阻的分压：两个电阻的分压：uRRRu2111uRRRu2122表明+_uR1R2+-u1+-u2i第3页/共109页功率功率p1=R1i2， p2=R2i2， pn=Rni2p1: p2 : : pn= R1 : R2 : :Rn总功率总功率 p=Reqi2 = (R1+ R2+ +Rn ) i2 =R1i2+R2i2+ +Rni2 =p1+ p2+ pn电阻串联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成正比；电阻串联时，各

3、电阻消耗的功率与电阻大小成正比；等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总和。和。表明第4页/共109页2. 2. 电阻并联电阻并联电路特点电路特点(a)各电阻两端为同一电压各电阻两端为同一电压(b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和总电流等于流过各并联电阻的电流之和i = i1+ i2+ + ik+ +ininR1R2RkRni+ui1i2ik_第5页/共109页i = i1+ i2+ + ik+ +in=u/R1 +u/R2 + +u/Rn=u(1/R1+1/R2+1/Rn)=uGeq等效电阻等效电阻knkkneqGGGGGG121inR1R2

4、RkRni+ui1i2ik_等效等效+u-iReq第6页/共109页等效电导等于并联的各电导之和。等效电导等于并联的各电导之和。keqneqeqRRRRRGR 111121即即结论并联电阻的分流并联电阻的分流eqeq/GGRuRuiikkkiGGikkeq电流分配与电流分配与电导成正比电导成正比第7页/共109页例两电阻的分流：两电阻的分流：R1R2i1i2i212121111RRRRRRReq2122111111RRiRiRRRi)(11112112122iiRRiRiRRRiR2第8页/共109页功率功率p1=G1u2， p2=G2u2， pn=Gnu2p1: p2 : : pn= G1

5、: G2 : :Gn总功率总功率 p=Gequ2 = (G1+ G2+ +Gn ) u2 =G1u2+G2u2+ +Gnu2 =p1+ p2+ pn电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比；大小成反比；等效电阻消耗的功率等于各并联电阻消等效电阻消耗的功率等于各并联电阻消耗功率的总和耗功率的总和表明第9页/共109页例1 电路中有电阻的串联，又有电阻的并联，这种电路中有电阻的串联，又有电阻的并联，这种连接方式称电阻的串并联。连接方式称电阻的串并联。计算图示电路中各支路的电压和电流计算图示电路中各支路的电压和电流i1+-i2i3i4i51865412165Vi

6、1+-i2i31895165V6 A15111651iV90156612 iu2.1.2 简单电阻电路的计算简单电阻电路的计算第10页/共109页A518902iA105153iV60106633 iuV30334 iuA5 . 74304iA5 . 25 . 7105ii1+-i2i3i4i51865412165V第11页/共109页例2解用分流方法做用分流方法做用分压方法做用分压方法做RRIIII2312 818141211234V3412124UUURI121V3244RIURI234求求：I1 ,I4 ,U4+_2R2R2R2RRRI1I2I3I412V_U4+_U2+_U1+第12页

7、/共109页从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤：从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤：求出等效电阻或等效电导；求出等效电阻或等效电导；应用欧姆定律求出总电压或总电流；应用欧姆定律求出总电压或总电流；应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压压以上的关键在于识别各电阻的串联、并联关系！以上的关键在于识别各电阻的串联、并联关系！例3求求: Rab , Rcd12615/)55(abR45/)515(cdR等效电阻针对端口而言等效电阻针对端口而言61555dcba第13页/共109页例4求求: Rab Rab70601005010ba

8、4080206010060ba120204010060ba20100100ba20第14页/共109页例5求求: : Rab Rab10缩短无缩短无电阻支路电阻支路1520ba56671520ba566715ba43715ba410第15页/共109页断路断路例6求求: Rab对称电路对称电路 c、d等电位等电位ii1ii22121iiiiRRiiRiRiuab)2121(21RiuRababRRab根据电流分配根据电流分配bacdRRRRbacdRRRR第16页/共109页对于有对于有n个结点、个结点、b条支路的电路，要求解支路条支路的电路，要求解支路电流电流, ,未知量共有未知量共有b个。

9、只要列出个。只要列出b个独立的电路方个独立的电路方程，便可以求解这程，便可以求解这b个变量。个变量。1 1. 支路电流法支路电流法2 2. 独立方程的列写独立方程的列写以各支路电流为未知量列写以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。电路方程分析电路的方法。从电路的从电路的n个结点中任意选择个结点中任意选择n-1个结点列写个结点列写KCL方程方程选择基本回路（网孔）列写选择基本回路（网孔）列写b-(n-1)个个KVL方程。方程。2.2 复杂电路的一般分析复杂电路的一般分析2.2.1 支路电流法支路电流法第17页/共109页例0621iii1320654iii0432iii有有6个支路电流

10、，需列写个支路电流，需列写6个方个方程。程。KCL方程方程: :取网孔为独立回路，沿顺时取网孔为独立回路，沿顺时针方向绕行列针方向绕行列KVL写方程写方程: :0132uuu0354uuusuuuu651回路回路1 1回路回路2 2回路回路3 3123R1R2R3R4R5R6+i2i3i4i1i5i6uS1234第18页/共109页应用欧姆定律消去支路电压得：应用欧姆定律消去支路电压得：0113322iRiRiR0335544iRiRiRSuiRiRiR665511这一步可这一步可以省去以省去0132uuu0354uuusuuuu651回路回路1 1回路回路2 2回路回路3 3R1R2R3R4

11、R5R6+i2i3i4i1i5i6uS123第19页/共109页（1）支路电流法的一般步骤：支路电流法的一般步骤：标定各支路电流（电压）的参考方向；标定各支路电流（电压）的参考方向；选定选定(n1)个结点个结点，列写其，列写其KCL方程；方程；选定选定b(n1)个独立回路，指定回路绕行方个独立回路，指定回路绕行方 向，结合向，结合KVL和支路方程列写；和支路方程列写；求解上述方程，得到求解上述方程，得到b个支路电流；个支路电流；进一步计算支路电压和进行其它分析。进一步计算支路电压和进行其它分析。kkkSuiR小结第20页/共109页（2）支路电流法的特点：支路电流法的特点：支路法列写的是支路法

12、列写的是 KCL和和KVL方程，方程， 所以方程列写方所以方程列写方便、直观，但方程数较多，宜于在支路数不多的情况下使便、直观，但方程数较多，宜于在支路数不多的情况下使用。用。例1求各支路电流及各电压源发出的功率。求各支路电流及各电压源发出的功率。12解 n1=1个个KCL方程：方程：结点结点a： I1I2+I3=0 b( n1)=2个个KVL方程：方程：11I2+7I3= 67I111I2=70-6=64U=US70V6V7ba+I1I3I2711第21页/共109页203711001171111218711601164110140676006471012A620312181IA220340

13、62IA426213IIIW42070670PW12626P70V6V7ba+I1I3I271121第22页/共109页例2结点结点a： I1I2+I3=0(1) n1=1个KCL方程：列写支路电流方程列写支路电流方程.(.(电路中含有理想电流源）电路中含有理想电流源）解1(2) b( n1)=2个个KVL方程：方程：11I2+7I3= U7I111I2=70-U增补方程增补方程：I2=6A设电流设电流源电压源电压+ +U_ _a70V7b+I1I3I2711216A第23页/共109页1解2由于由于I2已知，故只列写两个方程已知，故只列写两个方程结点结点a： I1+I3=6避开电流源支路取回

14、路：避开电流源支路取回路：7I17I3=7070V7ba+I1I3I27116A第24页/共109页例3I1I2+I3=0列写支路电流方程列写支路电流方程.(.(电路中含有受控源）电路中含有受控源）解11I2+7I3= 5U7I111I2=70-5U增补方程增补方程：U=7I3有受控源的电路，方程列写分两步：有受控源的电路，方程列写分两步：先将受控源看作独立源列方程；先将受控源看作独立源列方程；将控制量用未知量表示，并代入中所列的方将控制量用未知量表示，并代入中所列的方程，消去中间变量。程，消去中间变量。注意5U+U_70V7ba+I1I3I271121+_结点结点a：第25页/共109页2.

15、2.32.2.3结点电位法结点电位法 选结点电位为未知量，则选结点电位为未知量，则KVL自动满足，自动满足，无需列写无需列写KVL 方程。各支路电流、电压可视为方程。各支路电流、电压可视为结点电位的线性组合，求出结点电位后，便可方结点电位的线性组合，求出结点电位后，便可方便地得到各支路电压、电流。便地得到各支路电压、电流。l基本思想：基本思想：1.1.结点电位法结点电位法 以结点电位为未知量列写电路方程分析电路的以结点电位为未知量列写电路方程分析电路的方法。适用于结点较少的电路。方法。适用于结点较少的电路。第26页/共109页l列写的方程列写的方程 结点电位法列写的是结点上的结点电位法列写的是

16、结点上的KCL方程，独立方程数为：方程，独立方程数为：)1(nuA-uBuAuB(uA-uB)+uB-uA=0KVL自动满足自动满足注意与支路电流法相比，方程数减少与支路电流法相比，方程数减少b-(n-1)个。个。任意选择参考点：其它结点与参考点的电位差即为任意选择参考点：其它结点与参考点的电位差即为结点电压结点电压(位位)，方向为从独立结点指向参考结点。，方向为从独立结点指向参考结点。第27页/共109页2 2. 方程的列写方程的列写选定参考结点，标明其余选定参考结点，标明其余n-1个独立结点的电位；个独立结点的电位；132列列KCL方程：方程：i1+i2=iS1+iS2-i2+i4+i3=

17、0-i3+i5=iS2 SR入出iiiS1uSiS2R1i1i2i3i4i5R2R5R3R4+_第28页/共109页 把支路电流用结点把支路电流用结点电位表示：电位表示：S2S12n2n11n1iiRuuRu04n23n3n22n2n1RuRuuRuu25n33n3n2SSiRuuRuui1+i2=iS1+iS2-i2+i4+i3=0-i3+i5=-iS2132iS1uSiS2R1i1i2i3i4i5R2R5R3R4+_第29页/共109页整理得：整理得：S2S1n22n121)1( )11(iiuRuRR01 )111(1332n432n12nuRuRRRuR令 Gk=1/Rk，k=1, 2

18、, 3, 4, 5上式简记为：上式简记为：G11un1+G12un2 G13un3 = iSn15S2n353n23 )11()1(RuiuRRuRSG21un1+G22un2 G23un3 = iSn2G31un1+G32un2 G33un3 = iSn3标准形式的结点标准形式的结点电压方程电压方程等效电等效电流源流源第30页/共109页G11=G1+G2 结结点点1的自电导的自电导G22=G2+G3+G4 结结点点2的自电导的自电导G12= G21 =-G2 结结点点1与与结结点点2之间的互电导之间的互电导G33=G3+G5 结结点点3的自电导的自电导G23= G32 =-G3 结结点点2

19、与与结结点点3之间的互电导之间的互电导 小结结结点的自电导等于接在该点的自电导等于接在该结结点上所有支路的电导之和。点上所有支路的电导之和。 互电导为接在互电导为接在结结点与点与结结点之间所有支路的电点之间所有支路的电导之和，总导之和，总为负值为负值。第31页/共109页iSn3=-iS2uS/R5 流入流入结结点点3的电流源电流的代数和。的电流源电流的代数和。iSn1=iS1+iS2 流入结点流入结点1的电流源电流的代数和。的电流源电流的代数和。流入结点取正号，流出取负号。流入结点取正号，流出取负号。1n11Rui 4n24Rui 3n3n23Ruui2n2n12Ruui5S35Ruuin由

20、结点电压方程求得各结点电压后即可求得由结点电压方程求得各结点电压后即可求得各支路电压，各支路电流可用结点电压表示：各支路电压，各支路电流可用结点电压表示：第32页/共109页G11un1+G12un2+G1,n-1un,n-1=iSn1G21un1+G22un2+G2,n-1un,n-1=iSn2 Gn-1,1un1+Gn-1,2un2+Gn-1,nun,n-1=iSn,n-1Gii 自电导，总为正。自电导，总为正。 iSni 流入结点流入结点i的所有电流源电流的代数和。的所有电流源电流的代数和。Gij = Gji互电导，结互电导，结点点i与与结结点点j之间所有支路电之间所有支路电 导之和，导

21、之和，总为总为负。负。结点法标准形式的方程：结点法标准形式的方程：注意 电路不含受控源时，系数矩阵为对称阵。电路不含受控源时，系数矩阵为对称阵。第33页/共109页结点法的一般步骤：结点法的一般步骤：(1)选定参考结点，标定选定参考结点，标定n-1个独立结点；个独立结点；(2)对对n-1个独立结点，以结点电压为未知量，列个独立结点，以结点电压为未知量，列写其写其KCL方程；方程；(3)求解上述方程，得到求解上述方程，得到n-1个结点电压；个结点电压；(5)其它分析。其它分析。(4)通过通过结点电压求各支路电流；结点电压求各支路电流；总结第34页/共109页试列写电路的结点电压方程试列写电路的结

22、点电压方程(G1+G2+GS)U1-G1U2GsU3=GSUS-G1U1+(G1 +G3 + G4)U2-G4U3 =0GSU1-G4U2+(G4+G5+GS)U3 =USGS例UsG3G1G4G5G2+_GS312第35页/共109页3 3. 无伴电压源支路的处理无伴电压源支路的处理以电压源电流为变以电压源电流为变量，增补结点电压与量，增补结点电压与电压源间的关系。电压源间的关系。UsG3G1G4G5G2+_312(G1+G2)U1-G1U2 =I-G1U1+(G1 +G3 + G4)U2-G4U3 =0-G4U2+(G4+G5)U3 =IU1-U3 = US增补方程增补方程I看成电流源看成

23、电流源第36页/共109页选择合适的参考点选择合适的参考点U1= US-G1U1+(G1+G3+G4)U2- G3U3 =0-G2U1-G3U2+(G2+G3+G5)U3=0UsG3G1G4G5G2+_3124.4.受控电源支路的处理受控电源支路的处理 对含有受控电源支路对含有受控电源支路的电路，先把受控源看作的电路，先把受控源看作独立电源列方程，再将控独立电源列方程，再将控制量用结点电压表示。制量用结点电压表示。第37页/共109页先先把受控源当作把受控源当作独立源列方程；独立源列方程；用结点电压表示控制量。用结点电压表示控制量。列写电路的结点电压方程列写电路的结点电压方程 S1211211

24、)11(iuRuRRnn1m231112)11(1SRnniuguRRuR例112nRuuiS1R1R3R2gmuR2+uR2_21第38页/共109页213设设参考点参考点用结点电压表示控制量。用结点电压表示控制量。列写电路的结点电压方程列写电路的结点电压方程 3111(guiuRuRuRRRnnn5335342415)111(11RuguuRRRuRuRSnnn例22233Ruiuunn解riun1iS1R1R4R3gu3+ u3_R2+r iiR5+uS_把受控源当作独立把受控源当作独立源列方程；源列方程；第39页/共109页例3列写电路的结点电压方程列写电路的

25、结点电压方程 312V4n3u5415 . 0)2315 . 01 (n3n2n1UuuuA3)2 . 05 . 0(5 . 0n2n1uu 与电流源串接的电与电流源串接的电阻不参与列方程。阻不参与列方程。增补方程：增补方程：U = Un2注意1V2321534VU4U3A解第40页/共109页2.3.12.3.1叠加定理叠加定理 在线性电路中，任一支路的在线性电路中，任一支路的电流电流( (或电压或电压) )可以看成是电路中每一个独立电源可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该支路产生的电流单独作用于电路时，在该支路产生的电流( (或电压或电压) )的代数和。的代数和。应用结点法

26、：应用结点法：(G2+G3)un1=G2us2+G3us3+iS1G1is1G2us2G3us3i2i3+12.3 电路基本定律及其应用电路基本定律及其应用第41页/共109页321323332221GGiGGuGGGuGuSSSn或表示为：或表示为：)3(1)2(1)1(13322111 nnnSsSnuuuuauaiau支路电流为：支路电流为：)3(3)2(3) 1 (33213333232232233313 )()()(iiiGGiGuGGGGuGGGGGuuiSSSSn)3(2)2(2)1(23322113212323232232232212 )()(iiiububibGGiGGGuG

27、GuGGGGGuuiSSSSSSSnG1is1G2us2G3us3i2i3+1第42页/共109页结点电压和支路电流均为各电源的一次结点电压和支路电流均为各电源的一次函数，均可看成各独立电源单独作用时，函数，均可看成各独立电源单独作用时，产生的响应之叠加。产生的响应之叠加。 3. 3. 几点说明几点说明叠加定理只适用于线性电路。叠加定理只适用于线性电路。一个电源作用，其余电源为零一个电源作用，其余电源为零电压源为零电压源为零 短路。短路。电流源为零电流源为零 开路。开路。结论第43页/共109页三个电源共同作用三个电源共同作用is1单独作用单独作用= =+us2单独作用单独作用us3单独作用单

28、独作用+G1G3us3+)3(2i)3(3iG1G3)2(3i)2(2ius2+G1is1G2us2G3us3i2i3+) 1 (2i) 1 (3iG1is1G2G3第44页/共109页功率不能叠加功率不能叠加( (功率为电压和电流的乘积，为功率为电压和电流的乘积，为电源的二次函数电源的二次函数) )。 u, i叠加时要注意各分量的参考方向。叠加时要注意各分量的参考方向。含受控源含受控源( (线性线性) )电路亦可用叠加，但受控源应电路亦可用叠加，但受控源应始终保留。始终保留。4. 4. 叠加定理的应用叠加定理的应用求电压源的电流及功率求电压源的电流及功率例142A70V1052+I解画出分电

29、路图画出分电路图第45页/共109页2A电流源作用，电桥平衡：电流源作用，电桥平衡：0)1(I70V电压源作用：电压源作用：A157/7014/70)2(IA15)2()1(IIII (1)42A1052470V1052+I (2）两个简单电路两个简单电路1050W1570P应用叠加定理使计算简化应用叠加定理使计算简化第46页/共109页例2计算电压计算电压u3A电流源作用：电流源作用：解u12V2A13A366V画出分电路图画出分电路图u(2)i (2)12V2A1366V13A36u(1)V93) 13/6()1 (u其余电源作用：其余电源作用：A2)36/()126()2(iV81266

30、)2()2( iuV1789)2() 1 (uuu第47页/共109页 叠加方式是任意的，可以一次一个独立叠加方式是任意的，可以一次一个独立源单独作用，也可以一次几个独立源同时作用，源单独作用，也可以一次几个独立源同时作用，取决于使分析计算简便。取决于使分析计算简便。注意例3计算电压计算电压u、电流电流i。解画出分电路图画出分电路图u（1）10V2i(1)12i（1）受控源始终保留受控源始终保留u10V2i1i25Au(2)2i (2)i (2)125A第48页/共109页 ) 12/()210()1()1(iiV6321)1()1()1()1(iiiuA2)1(i10V电源作用：电源作用：u

31、（1）10V2i(1)12i（1）5A电源作用：电源作用： 02)5(12)2()2()2(iiiA1)2(iV2) 1(22)2()2(iuV826uA1) 1(2iu(2)2i (2)i (2)125A第49页/共109页例4封装好的电路如图，已知下列实验数据：封装好的电路如图，已知下列实验数据：A2 A 1 ,V1 iiuSS响响应应时时当当，？，iiuSS A 5 ,V3 响响应应时时求求研究激研究激励和响励和响应关系应关系的实验的实验方法方法1A 2A ,V1 iiuSS响响应应时时当当，解根据叠加定理根据叠加定理SSukiki21代入实验数据：代入实验数据：221 kk1221kk

32、1121kkA253SSiui无源无源线性线性网络网络uSiiS第50页/共109页5.5.齐性原理齐性原理线性电路中，所有激励线性电路中，所有激励( (独立源独立源) )都增大都增大( (或减或减小小) )同样的倍数，则电路中响应同样的倍数，则电路中响应( (电压或电流电压或电流) )也增也增大大( (或减小或减小) )同样的倍数。同样的倍数。当激励只有一个时，则响应与激励成正比。当激励只有一个时，则响应与激励成正比。具有可加性具有可加性。注意第51页/共109页iR1R1R1R2RL+usR2R2例采用倒推法：设采用倒推法：设 i=1A则则求电流求电流 iRL=2 R1=1 R2=1 us

33、=51V，+2V2A+3V+8V+21V+us=34V3A8A21A5A13Ai =1AA5 . 113451 ssssiuuiuuii即即解第52页/共109页2.3.22.3.2等效电源定理等效电源定理二端网络:具有两个端子的电路(一端口网络) 无源二端网络:二端网络内部没有独立电源线性有源二端网络:线性二端网络内部含有独立电源 二端网络对外电路的作用可用一个简单的等效电路来替代,等效电路和它所等效的二端网络对外电路具有完全相同的外特性.无源线性二端网络等效一个线性电阻线性有源二端网络等效一个电源( 电压源和电阻串联 或电流源和电阻并联) 第53页/共109页1. 1. 戴维宁定理戴维宁定

34、理任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换；此电压源的电压等于外电路断开时端口处的换；此电压源的电压等于外电路断开时端口处的开路电压开路电压uoc，而电阻等于一端口的输入电阻（或，而电阻等于一端口的输入电阻（或等效电阻等效电阻Req）。）。abiu+-AiabReqUoc+-u+-第54页/共109页例1010+20V+Uocab+10V1A52A+Uocab515VabReqUoc+-应用电源等效变换应用电源等效变换第55页/共109页I例(1) 求开路电压求开路

35、电压Uoc(2) 求输入电阻求输入电阻ReqA5 . 0201020 I510/10 eqRV1510105 . 0 ocU1010+20V+Uocab+10V515VabReqUoc+-应用电戴维宁定理应用电戴维宁定理 两种解法结果一致，戴两种解法结果一致，戴维宁定理更具普遍性。维宁定理更具普遍性。注意第56页/共109页2.2.定理的证明定理的证明+替代替代叠加叠加A中中独独立立源源置置零零abi+uNAuab+Aocuu iRueq abi+uNuabi+AReq第57页/共109页iRuuuueqoc i+uNabReqUoc+-第58页/共109页3.3.定理的应用定理的应用（1 1

36、）开路电压）开路电压Uoc 的计算的计算 等效电阻为将一端口网络内部独立电源全等效电阻为将一端口网络内部独立电源全部置零部置零( (电压源短路，电流源开路电压源短路，电流源开路) )后，所得无源后，所得无源一端口网络的输入电阻。常用下列方法计算：一端口网络的输入电阻。常用下列方法计算：（2 2）等效电阻的计算）等效电阻的计算 戴维宁等效电路中电压源电压等于将外电戴维宁等效电路中电压源电压等于将外电路断开时的开路电压路断开时的开路电压Uoc，电压源方向与所求开，电压源方向与所求开路电压方向有关。计算路电压方向有关。计算Uoc的方法视电路形式选的方法视电路形式选择前面学过的任意方法，使易于计算。择

37、前面学过的任意方法，使易于计算。第59页/共109页方法更有一般性。方法更有一般性。当网络内部不含有受控源时可采用电阻串并联当网络内部不含有受控源时可采用电阻串并联的方法计算等效电阻；的方法计算等效电阻；开路电压，短路电流法。开路电压，短路电流法。外加电源法（加电压求电流或加电流求电压）；外加电源法（加电压求电流或加电流求电压）；iuReq scoceqiuR uabi+NReqiabReqUoc+-u+-abui+NReq第60页/共109页 外电路可以是任意的线性或非线性电路，外电路外电路可以是任意的线性或非线性电路，外电路发生改变时，含源一端口网络的等效电路不变发生改变时，含源一端口网络

38、的等效电路不变( (伏伏- -安特性等效安特性等效) )。 当一端口内部含有受控源时，控制电路与受控当一端口内部含有受控源时，控制电路与受控源必须包含在被化简的同一部分电路中。源必须包含在被化简的同一部分电路中。注意例1 计算计算Rx分别为分别为1 1.2、5.2时的电流时的电流IIRxab+10V4664解断开断开Rx支路，将剩余支路，将剩余一端口网络化为戴维一端口网络化为戴维宁等效电路：宁等效电路：第61页/共109页求等效电阻求等效电阻ReqReq=4/6+6/4=4.8 Rx =1.2时时，I= Uoc /(Req + Rx) =0.333ARx =5.2时时，I= Uoc /(Req

39、 + Rx) =0.2AUoc = U1 - U2 = -104/(4+6)+10 6/(4+6) = 6-4=2V求开路电压求开路电压b+10V4664+-UocIabUoc+RxReq+ U1 -+ U2-b4664+-Uoc第62页/共109页求电压求电压Uo例2解求开路电压求开路电压UocUoc=6I+3II=9/9=1AUoc=9V求等效电阻求等效电阻Req方法方法1 1：加压求流：加压求流336I+9V+U0+6I36I+9V+U0C+6I36I+U+6IIo独立源置零独立源置零U=6I+3I=9II=Io6/(6+3)=(2/3)IoU =9 (2/3)I0=6IoReq = U

40、 /Io=6 第63页/共109页方法方法2 2：开路电压、短路电流：开路电压、短路电流(Uoc=9V)6 I1 +3I=96I+3I=0I=0Isc=I1=9/6=1.5AReq = Uoc / Isc =9/1.5=6 独立源保留独立源保留36I+9V+6IIscI1U0+-+-69V3等效电路等效电路V333690U第64页/共109页 计算含受控源电路的等效电阻是用外加计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法，要具体问题具体分析，电源法还是开路、短路法，要具体问题具体分析，以计算简便为好。以计算简便为好。求求负载负载RL消耗的功率消耗的功率例3解求开路电压求开路电压Uo

41、c注意10050+40VRL+50VI14I150510050+40VI14I150第65页/共109页A1 . 01IV101001ocIU求等效电阻求等效电阻Req用开路电压、短路电流法用开路电压、短路电流法A4 . 0100/40scI254 . 0/10scoceqIUR10050+40VI150200I1+Uoc+Isc10050+40VI150200I1+40100200100111IIIIsc50+40V50第66页/共109页已知开关已知开关S例41 A 2A2 V 4V 求开关求开关S打向打向3，电压，电压U等于多少。等于多少。解V4A 2ocScUi2eqRV1141)52

42、(UUocReq550VIL+10V25A2306052550ocLUIW204552LLIPAV5U+S1321A线性线性含源含源网络网络+-5U+1A24V+第67页/共109页任何一个含源线性一端口电路，对外电路来说，任何一个含源线性一端口电路，对外电路来说，可以用一个电流源和电阻的并联组合来等效置换；可以用一个电流源和电阻的并联组合来等效置换；电流源的电流等于该一端口的短路电流，电阻等电流源的电流等于该一端口的短路电流，电阻等于该一端口的输入电阻。于该一端口的输入电阻。4. 4. 诺顿定理诺顿定理一般情况，诺顿等效电路可由戴维宁等效电路一般情况，诺顿等效电路可由戴维宁等效电路经电源等效

43、变换得到。诺顿等效电路可采用与戴维经电源等效变换得到。诺顿等效电路可采用与戴维宁定理类似的方法证明。宁定理类似的方法证明。abiu+-AabReqIsc注意第68页/共109页例1求电流求电流I求短路电流求短路电流IscI1 =12/2=6A I2=(24+12)/10=3.6AIsc=-I1-I2=- 3.6-6=-9.6A解求等效电阻求等效电阻ReqReq =10/2=1.67 诺顿等效电路诺顿等效电路: :应用分应用分流公式流公式I =2.83A12V210+24V4I+Isc12V210+24V+Req210I1 I24I-9.6A1.67第69页/共109页例2求电压求电压U求短路电

44、流求短路电流Isc解 本题用诺顿定理求比较方便。因本题用诺顿定理求比较方便。因a、b处的短处的短路电流比开路电压容易求。路电流比开路电压容易求。ab36+24V1A3+U666A363366/3242136/624scIIscab36+24V3666第70页/共109页 466/3/63/6eqR求等效电阻求等效电阻Reqab363666Req诺顿等效电路诺顿等效电路: :V164) 13(UIscab1A4U3A第71页/共109页若一端口网络的等效电阻若一端口网络的等效电阻 Req= 0，该该一端口网一端口网络只有戴维宁等效电路，无诺顿等效电路。络只有戴维宁等效电路，无诺顿等效电路。注意若

45、一端口网络的等效电阻若一端口网络的等效电阻 Req=，该该一端口网一端口网络只有诺顿等效电路，无戴维宁等效电路。络只有诺顿等效电路，无戴维宁等效电路。abAReq=0UocabAReq=Isc第72页/共109页2.42.4含受控源电阻电路的分析含受控源电阻电路的分析二是在应用叠加定理、戴维南定理或诺顿定理时，所有受控源均应保留，不能像独立源那样处理。含有受控源电路分析的依据: 元件的伏安关系 和基尔霍夫定律对含有受控源的电路进行分析时，必须注意这样两点: 一是将电路进行化简时，当受控源被保留时，不要把受控源的控制量消除掉；第73页/共109页2.4.12.4.1受控源的等效变换受控源的等效变

46、换 受控电压源与电阻串联组合可以跟受控电流源与电阻并联组合进行等效变换，其方法和独立源的等效互换基本相同。但变换时应注意不要消去控制量，只要在把控制量先转化为其他不含被消去的量以后，才能消去控制量。例2.4.1 图2.4.1(a)为含有受控源的电路，求对于端口ab的等效电路.第74页/共109页 解：利用等效变换先把受控电压源与电阻串联组合等效变换为受控电流源与电阻并联组合电路，如图2.4.1(b)由此图可得.该电路端口电压与电流的关系;电路好比个2.5欧姆的电阻. 一个无源二端网络对外可等效为一个电阻，该等效电阻的计算有两种方法；其一是当无源二端网络内不合受控源时，可采用串、并联等进行等效变

47、换；其二是当无源二端网络内含有受控源时，可采用外加电源法来求等效电阻。第75页/共109页例2.4.2 图2.4.2(a)为含受控源的电路，求ab端的等效电路。求得R=-2欧姆，整个ab端电路等效为一个负电阻，如图2.4.2(b),含受控源电路等效为一个负电阻时，说明该电路向外电路供出能量。 解：采用外加电源法求其输入电阻。端口上的U和I，可认为外加电压源U求电流I，或外加电流源I求电压U。由KCL、KVL列出方程，联立方程求解,得端口上电压电流的比值,即得等效电阻.第76页/共109页2.4.22.4.2含受控源电阻电路的分析含受控源电阻电路的分析例2.4.3 用节点电位法求图2.4.3所示

48、电路中的电位Va和Vb。第77页/共109页例 2.4.4 电路如图2.4.4(a)所示：试用叠加定理求电压U。解：由于受控源具有“受控”特性，在独立源单独作用时，受控源必须保留，且控制关系、控制系数均不变。如右图：5A电流源单独作用：如右图：6V电压源单独作用：第78页/共109页例2.4.5 试用戴维南定理求3V电压源中的电流I0。解：先移去3V电压源支路，得到有源二端网络，如右图，用KVL、KCL求出I1=0.5A，得开路电压Uoc=6I1=3V。有源二端网络内独立源为零，求含受控源二端网络的等效电阻。第79页/共109页对应的戴维南等效电路，接上移去的3伏电源支路，得右图，由此求出第8

49、0页/共109页2.5 2.5 含有运算放大器电阻电路的分析含有运算放大器电阻电路的分析2.5.1 运算放大器的基本工作原理l 运算放大器运算放大器是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应用于开始应用于1940年，年，1960年后，随着集成电路年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得了越来越广泛的应用。低了成本，获得了越来越广泛的应用。1. 1. 简介简介第81页/共109页l 应用应用信号的运算电路信号的运算电路比例、加、减、对数、指比例、加、减、对数、指数、积分、微分等运算。数

50、、积分、微分等运算。产生方波、锯齿波等波形产生方波、锯齿波等波形信号的处理电路信号的处理电路信号的发生电路信号的发生电路有源滤波器、精密整流电路、有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、采样电压比较器、采样保持电保持电路。路。第82页/共109页l 电路电路输输入入级级偏置偏置电路电路中间级中间级用以电用以电压放大压放大输输出出级级输入端输入端输出端输出端频带过窄频带过窄线性范围小线性范围小缺点：缺点：加入负反馈加入负反馈扩展频带扩展频带减小非线性失真减小非线性失真优点：优点：高增益高增益输入电阻大，输出电阻小输入电阻大，输出电阻小第83页/共109页集成运算放大器集成运算放大器第84页/共109页l 符号符号7654321+15V15V8 8个管脚：个管脚：2 2：倒向输入端：倒向输入端3 3：非倒向输入端：非倒向输入端4 4、7 7：电源端：电源端6 6：输出端：输出端1 1、5 5：外接调零电位器：外接调零电位器8 8：空脚：空脚单单向向放放大大第85页/共109页l电路符号电路符号a a：倒向输