[理学]第2章 电阻电路的分析方法ppt课件

1、电路根底电路根底 电路分析及模拟电电路分析及模拟电子技术子技术第一部分第一部分 电路分析根底电路分析根底第第1 1章章 电路的根本概念和定律电路的根本概念和定律第第2 2章章 电阻电路的分析电阻电路的分析第第3 3章章 动态电路分析动态电路分析第第4 4章章 正弦稳态电路分析正弦稳态电路分析第第2 2章章 电阻电路的分析方法电阻电路的分析方法n 电路分析的根本义务是根据知的鼓励独立源、电路电路分析的根本义务是根据知的鼓励独立源、电路构造及元件参数求出电路的呼应电流、电压。构造及元件参数求出电路的呼应电流、电压。n 实际根据是欧姆定律和基尔霍夫定律实际根据是欧姆定律和基尔霍夫定律n 2.1 2.

2、1 支路电流法支路电流法n 2.2 2.2 结点电压法结点电压法n 2.3 2.3 网孔电流法网孔电流法n 2.4 2.4 叠加定理叠加定理n 2.5 2.5 等效电源定理等效电源定理n 2.6 2.6 受控源受控源n 2.7 2.7 非线性电阻电路简介非线性电阻电路简介n 支路电流法，简称支路法，是以支路电流为未知量，根支路电流法，简称支路法，是以支路电流为未知量，根据基尔霍夫定律列出求解支路电流的电路方程。求得支据基尔霍夫定律列出求解支路电流的电路方程。求得支路电流后，再结合元件特性求出其它待求量。路电流后，再结合元件特性求出其它待求量。2.1 2.1 支路电流法支路电流法例例1:1:采用

3、支路电流法分析下面电路采用支路电流法分析下面电路解：解：(1)(1)首先，在电路图中标出各支路电首先，在电路图中标出各支路电流参考方向和回路绕行方向。流参考方向和回路绕行方向。(2)(2)对结点对结点a a、b b列出结点电流方程：列出结点电流方程： 结点结点a: +I1+I2-I3=0 (1)a: +I1+I2-I3=0 (1) 结点结点b: -I1- I2+I3=0 (2)b: -I1- I2+I3=0 (2)2.1 2.1 支路电流法支路电流法b21 +US2 - +US1 -I1 a I2 3R3R 2R 1上面两个方程等价，是非独立的。恣意去掉一个方程后，剩上面两个方程等价，是非独立

4、的。恣意去掉一个方程后，剩余方程是独立的。普通说来余方程是独立的。普通说来n n个结点的电路可以有个结点的电路可以有(n-1)(n-1)独立独立的的KCLKCL方程。方程。(3)(3)以支路电流为变量，列出各回以支路电流为变量，列出各回路的路的KVLKVL方程：方程： 回路回路1: I1R1+I3R3-US1=0 1: I1R1+I3R3-US1=0 (1)(1) 回路回路2: I3R3+I2R2-US2=0 2: I3R3+I2R2-US2=0 (2)(2) 回路回路3: I2R2-US2+US1-I1R1=0 3: I2R2-US2+US1-I1R1=0 (3)(3)2.1 2.1 支路电

5、流法支路电流法b21 +US2 - +US1 -I1 a I2 3R3R 2R 1对于有对于有n n个结点、个结点、b b条支路电路，有条支路电路，有(n-1)(n-1)个独立的个独立的KCLKCL方程；方程；b-(n-1)b-(n-1)个独立的个独立的KVLKVL方程。恰好得到方程。恰好得到b b个独立方程。个独立方程。 普通普通按网孔列出的按网孔列出的KVLKVL方程都是独立的。方程都是独立的。(4)(4)独立的独立的KCLKCL方程和方程和KVLKVL方程联立求解，得到各支路电流。方程联立求解，得到各支路电流。利用支路电流法求解步骤：利用支路电流法求解步骤：恣意选定各支路电流参考方向；恣

6、意选定各支路电流参考方向；按照基尔霍夫电流定律，对按照基尔霍夫电流定律，对n-1n-1个独立结点列出个独立结点列出KCLKCL方方程；程；以网孔为独立回路，个数为以网孔为独立回路，个数为l = b-(n-1l = b-(n-1，设定回路方向，设定回路方向，列出列出KVLKVL方程。方程。2.1 2.1 支路电流法支路电流法例例2 2：2.1 2.1 支路电流法支路电流法在图中标出各支路电流的参考方向和回路绕行方向。在图中标出各支路电流的参考方向和回路绕行方向。(2)(2)由由KCLKCL，对结点，对结点a a、b b列出结点电流方程：列出结点电流方程： 结点结点a: -I1+I2+I4=0 a

7、: -I1+I2+I4=0 (1)(1) 结点结点b: -I2+I3+I5=0 b: -I2+I3+I5=0 (2)(2)例例2 2：2.1 2.1 支路电流法支路电流法(3)(3)以支路电流为未知量，列出各网孔的以支路电流为未知量，列出各网孔的KVLKVL方程：方程： 网孔网孔l1: R1I1+R4I4=us1 l1: R1I1+R4I4=us1 (4)(4) 网孔网孔l2: R2I2+R5I5-R4I4=0 l2: R2I2+R5I5-R4I4=0 (5)(5) 网孔网孔l3: R3I3-R5I5=us2 (6)l3: R3I3-R5I5=us2 (6)n 在电路中选定一个结点为参考点，其

8、他结点与参考点之在电路中选定一个结点为参考点，其他结点与参考点之间的电压称为结点电压。间的电压称为结点电压。n 结点电压法，简称结点法，是一种以结点电压为未知量结点电压法，简称结点法，是一种以结点电压为未知量的电路分析法。与支路法比较，这种方法因方程数减少的电路分析法。与支路法比较，这种方法因方程数减少而较为方便，特别适用于多支路少结点电路的分析求解。而较为方便，特别适用于多支路少结点电路的分析求解。2.2 2.2 结点电压法结点电压法2.2 2.2 结点电压法结点电压法例例3:3:采用结点法分析下面电路采用结点法分析下面电路231I5I4I3I1I S1 + US -R5R4R3R1IS2R

9、2I2111111221212331231244124S255S25()()()UIGURUIG URUUIG UURUUIG UURUUIG UUR解解:(1):(1)选结点选结点3 3为参考点，并标定各支路电流的参考方向。为参考点，并标定各支路电流的参考方向。 (2)(2)记结点记结点1 1、2 2的电压为的电压为U1U1和和U2U2。那么各支路电压与结。那么各支路电压与结点电压的关系：点电压的关系： 12.2 2.2 结点电压法结点电压法(3)(3)根据基尔霍夫电流定律列写结点根据基尔霍夫电流定律列写结点1 1和和2 2的的KCLKCL方程方程 结点结点1: -I1-I2-I3-I4+I

10、S1+IS2= 0 1: -I1-I2-I3-I4+IS1+IS2= 0 结点结点2: I3+I4+I5-IS2= 02: I3+I4+I5-IS2= 0(4)(4)将式将式1 1代入代入KCLKCL方程：方程： 整理得：整理得： 记为：记为：1121312412S1S23124125S2S2()()0()()()0GUGUG UUG UUIIG UUG UUG UUI12341342S1S234134525SS2()()()()GGGG UGG UIIGG UGGG UGUIG11U1+G12U2=Is11G21U1+G22U2=Is222.2 2.2 结点电压法结点电压法上式称为结点上式称

11、为结点( (电压电压) )方程，其中：方程，其中：G11, G22G11, G22分别称为结点分别称为结点1 1和和2 2的自电导，是与相应结点衔接的自电导，是与相应结点衔接的全部电导之和，符号取的全部电导之和，符号取“+ +号；号；G12G12，G21G21称为结点称为结点1 1与与2 2的互电导，是衔接在结点的互电导，是衔接在结点1 1与与2 2之间之间的一切电导之和，符号取的一切电导之和，符号取“- -号，号，G12=G21 G12=G21 。Is11, Is22Is11, Is22分别称为结点分别称为结点1 1和和2 2的等效电流源，是流入相应的等效电流源，是流入相应结点的各电流源电流

12、的代数和。结点的各电流源电流的代数和。G11U1+G12U2=Is11G21U1+G22U2=Is22231I5I4I3I1I S1 + US -R5R4R3R1IS2R2I2利用结点电压法求解步骤：利用结点电压法求解步骤：恣意选定某一结点为参考结点，并将其他各结点对应于参考恣意选定某一结点为参考结点，并将其他各结点对应于参考结点的电压结点电压作为未知量，指定各结点电压结点的电压结点电压作为未知量，指定各结点电压的参考方向均从独立结点指向参考结点；的参考方向均从独立结点指向参考结点；列出结点电压方程；列出结点电压方程；联立求解方程组，解得各结点电压；联立求解方程组，解得各结点电压；根据解得的各

13、结点电压值求出其他待求量。根据解得的各结点电压值求出其他待求量。2.2 2.2 结点电压法结点电压法列结点电压方程时应留意以下两点：列结点电压方程时应留意以下两点：自电导为正值，互电导为负值。等效电流源是流入相应节点自电导为正值，互电导为负值。等效电流源是流入相应节点的电流源的代数和，即当电流源流入相应结点时取的电流源的代数和，即当电流源流入相应结点时取“+ +号，流出时取号，流出时取“- -号；号；假设两结点之间有电压源假设两结点之间有电压源- -电阻串联支路，应先将它等效变电阻串联支路，应先将它等效变换为电流源换为电流源- -电阻并联支路后，再列出结点方程。电阻并联支路后，再列出结点方程。

14、2.2 2.2 结点电压法结点电压法例例4.4.用结点法求以下图电路中各支路的电流。知用结点法求以下图电路中各支路的电流。知US1=9V, US1=9V, US2=4V, IS=3A, R1=2, R2=4, R3=3US2=4V, IS=3A, R1=2, R2=4, R3=3。2.2 2.2 结点电压法结点电压法 解解:(1):(1)运用电源模型等效变换法，将电路中的电压源运用电源模型等效变换法，将电路中的电压源- -电电阻串联支路等效为电流源阻串联支路等效为电流源- -电阻并联电路，如图电阻并联电路，如图(b)(b)所示，所示，其中其中IS1=US1/R1=9V/2=4.5A; IS2=

15、US2/R2=1AIS1=US1/R1=9V/2=4.5A; IS2=US2/R2=1A。2.2 2.2 结点电压法结点电压法(2)(2)取取b b点为参考点，用点为参考点，用UaUa表示结点表示结点a a的结点电压，列出结点的结点电压，列出结点电压方程为电压方程为12123111()asssUIIIRRR2.2 2.2 结点电压法结点电压法求的求的Ua=6VUa=6V，计算流过，计算流过R3R3的电流的电流I3=Ua /R3=2A;I3=Ua /R3=2A;3 3根据根据KCLKCL，有：，有：11122264.51.52612.52asasUIIARUIIAR例例5.5.电路如右图所示，求

16、电路如右图所示，求U U和和I I。2.2 2.2 结点电压法结点电压法 分析：电路中有一纯电压源支路，分析：电路中有一纯电压源支路，它不能运用电源互换方法变换为它不能运用电源互换方法变换为电流源，故不能直接按规那么列电流源，故不能直接按规那么列写结点方程。写结点方程。 处理方法：指定衔接纯电压源支路的两个结点之一作为参处理方法：指定衔接纯电压源支路的两个结点之一作为参考点，这时衔接该电压源的另一结点电位可由电压源端电考点，这时衔接该电压源的另一结点电位可由电压源端电压求得，无需列写该结点电压方程。压求得，无需列写该结点电压方程。2.2 2.2 结点电压法结点电压法例例5.5.电路如右图所示，

17、求电路如右图所示，求U U和和I I。 解解:(1):(1)设结点设结点4 4为参考点，设为参考点，设结点结点1 1、2 2、3 3的电位分别为的电位分别为u1u1、u2u2和和u3u3，其结点方程为：，其结点方程为：2123210111()1343111()1344uuuuu 结点结点2：结点结点1：结点结点3：由于电流源与电阻串联支路可以由于电流源与电阻串联支路可以等效为电流源支路，不应把与电等效为电流源支路，不应把与电流源相串联的流源相串联的11电阻计入结点电阻计入结点1 1和和3 3的自电导或互电导中。的自电导或互电导中。解得解得: u1=4V, u3=6V: u1=4V, u3=6V

18、2.2 2.2 结点电压法结点电压法例例5.5.电路如右图所示，求电路如右图所示，求U U和和I I。 (2) (2) 由欧姆定律，得由欧姆定律，得23106144uuiA (3) (3)由于电流源、电阻串联支路电由于电流源、电阻串联支路电压压: u13=u+1: u13=u+1I=u1-u3I=u1-u3 所以所以: u=u13-1: u=u13-1I = - 3V.I = - 3V.n 由独立源和线性元件组成的电路称为线性电路。叠加定由独立源和线性元件组成的电路称为线性电路。叠加定理是表达线性电路特性的重要定理。理是表达线性电路特性的重要定理。n 独立电源代表外界对电路的输入，统称鼓励。电

19、路在鼓独立电源代表外界对电路的输入，统称鼓励。电路在鼓励作用下产生的电流和电压称为呼应电流或电压。励作用下产生的电流和电压称为呼应电流或电压。n 叠加定理的内容是：对于由多个鼓励共同作用的线性电叠加定理的内容是：对于由多个鼓励共同作用的线性电路，任一时辰、任一支路中产生的呼应，等于各独立源路，任一时辰、任一支路中产生的呼应，等于各独立源单独作用时在该支路所产生呼应的代数和。单独作用时在该支路所产生呼应的代数和。2.4 2.4 叠加定理叠加定理例例6 6 求以下图中电流求以下图中电流i i 和电压和电压u u。解：解：(1)(1)画出各独立源单独作用时画出各独立源单独作用时的电路模型。的电路模型

20、。2.4 2.4 叠加定理叠加定理图图(a)(a)为电压源为电压源uSuS单独作用电路，电流源单独作用电路，电流源ISIS置为零置为零( (开路开路) )；图图(b)(b)为电流源为电流源ISIS单独作用电路，电压源单独作用电路，电压源uSuS置为零置为零( (短路短路) )。例例6 6 求以下图中电流求以下图中电流i i 和电压和电压u u。(2)(2)求出各独立源单独作用时求出各独立源单独作用时的呼应。的呼应。12.4 2.4 叠加定理叠加定理图图(a)(a)为电压源为电压源uSuS单独作用时，单独作用时，i= 1.5A; u= 7.5V;i= 1.5A; u= 7.5V;图图(b)(b)

21、为电流源为电流源iSiS单独作用时，单独作用时，i= -5A; u= 15V;i= -5A; u= 15V;例例6 6 求以下图中电流求以下图中电流i i 和电压和电压u u。12.4 2.4 叠加定理叠加定理3 3由叠加定理求得各独立由叠加定理求得各独立源共同作用时的电路呼应，即源共同作用时的电路呼应，即为各呼应分量的代数和。为各呼应分量的代数和。 i = i +i =- 3.5A; i = i +i =- 3.5A; u =u+u= 22.5V; u =u+u= 22.5V; (i (i、ii与与i i参考方向一致，参考方向一致，; ; uu、uu与与u u参考方向均一致参考方向均一致)

22、)运用叠加定理分析电路时，应该留意如下几点：运用叠加定理分析电路时，应该留意如下几点： 叠加定理仅适用于计算线性电路中的电流或电压，而不能叠加定理仅适用于计算线性电路中的电流或电压，而不能用来计算功率用来计算功率( (功率与独立源之间不是线性关系功率与独立源之间不是线性关系) )。 各独立源单独作用时，其他独立源均置为零各独立源单独作用时，其他独立源均置为零( (电压源短路，电压源短路，电流源开路电流源开路) )，电源的内电阻应保管在电路中。，电源的内电阻应保管在电路中。 呼应分量叠加是代数量的叠加，当分量与总量的参考方向呼应分量叠加是代数量的叠加，当分量与总量的参考方向一致时，取一致时，取“

23、+ +号；参考方向相反时，取号；参考方向相反时，取“- -号。号。 假设只需一个鼓励作用于线性电路，那么鼓励增大假设只需一个鼓励作用于线性电路，那么鼓励增大K K倍时，倍时，其呼应也增大其呼应也增大K K倍，即电路呼应与鼓励成正比。这一特性，倍，即电路呼应与鼓励成正比。这一特性，称为线性电路的齐次性或比例性。称为线性电路的齐次性或比例性。 2.4 2.4 叠加定理叠加定理n 适用于分析计算单个支路或部分电路中的电流与电压。适用于分析计算单个支路或部分电路中的电流与电压。n 二端网络：任何一个具有两个端钮的网络，无论其内部二端网络：任何一个具有两个端钮的网络，无论其内部构造如何，都称为二端网络；

24、构造如何，都称为二端网络；n 假设网络内部含有独立电源，那么称为有源二端网络；假设网络内部含有独立电源，那么称为有源二端网络；无论其内部电路如何复杂，有源二端网络对外等效于一无论其内部电路如何复杂，有源二端网络对外等效于一个电源。个电源。n 用电压源等效交换有源二端网络的方法称为戴维南定理；用电压源等效交换有源二端网络的方法称为戴维南定理；用电流源等效交换有源二端网络的方法称为诺顿定理。用电流源等效交换有源二端网络的方法称为诺顿定理。2.5 2.5 等效电源定理等效电源定理戴维南定理：戴维南定理：任何线性有源二端网络对外电路而言，总可以用一个独立电任何线性有源二端网络对外电路而言，总可以用一个

25、独立电压源与一个线性电阻相串联的电路来替代。压源与一个线性电阻相串联的电路来替代。2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理戴维南定理：戴维南定理：如图如图(a)、(b)所示，所示，N为线性有源二端网为线性有源二端网络，络，R为待求解支路。等效电压源为待求解支路。等效电压源Uoc数值等于数值等于N的端口开路电压。串联电的端口开路电压。串联电阻阻Ro等于等于N内部一切独立源置零电内部一切独立源置零电压源短路、电流源开路时网络两端压源短路、电流源开路时网络两端之间的等效电阻，如图之间的等效电阻，如图 (c)、(d)所示。所示。2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理例例7.7.电路如以下图电

26、路如以下图a a所示，知：所示，知：R1=5R1=5，R2=6R2=6，R3=3R3=3，US=9VUS=9V，IS=3AIS=3A，用戴维南定理计算，用戴维南定理计算R3R3支路电流支路电流I3I3。 SI1R2R3R3ISUab分析：求分析：求R3支路的电流时，先将支路的电流时，先将R3支路以外的部分看做一支路以外的部分看做一个有源二端网络，求出该网络的戴维南等效电路，如图个有源二端网络，求出该网络的戴维南等效电路，如图(b)示示.UOC0R3R3Iab2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理 SI1R2R3R3ISUab解解: (1). 等效电压源电压等效电压源电压UOC等于等于a、

27、b两端的开路电压，如图两端的开路电压，如图(c)所示，由此可求得所示，由此可求得: UOC= ISR2+US= 3A6 +9V=27V. (2). 将图将图(c)中的理想电压源短路，理想电流源开路，如图中的理想电压源短路，理想电流源开路，如图(d)所示，由此可得等效电阻所示，由此可得等效电阻:RO=R2=6 . (3). 由图由图(b)求待求支路电流求待求支路电流: I3= UOCRO+R3= 3AUOC0R3R3Iab SI1R2RSUab OCU1R2RabOR2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理(a) 原电路图原电路图(b) 等效电路图等效电路图(c) 等效电压源等效电压源(d)

28、 等效电阻等效电阻例例8. 8. 用戴维南定理计算以下图中的电流用戴维南定理计算以下图中的电流I I。 分析：求分析：求RL支路的电流时，先将支路的电流时，先将RL支路以外的部分看做一支路以外的部分看做一个有源二端网络，求出该网络的戴维南等效电路。个有源二端网络，求出该网络的戴维南等效电路。2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理(b) 等效电压源等效电压源(a) 原电路图原电路图解解: (1). 等效电压源电压等效电压源电压UOC等于等于a、b两端的开路电压。自两端的开路电压。自a、b处断开处断开RL支路，设定支路，设定UOC参考方向如以下图所示，运用叠加定参考方向如以下图所示，运用叠加

29、定理求得有源二端网络的开路电压：理求得有源二端网络的开路电压：2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理UOC=U1+U2=8V+0.5A8 =12V解解: (2). 求等效电阻求等效电阻RO。将图中的电压源短路，电流源开路，。将图中的电压源短路，电流源开路，得以下图电路，其等效电阻得以下图电路，其等效电阻:Ro=8 . (3). 画出戴维南等效电路，接入画出戴维南等效电路，接入RL支路，求得支路，求得: I= UOCRO+RL= 1A2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理n等效电阻等效电阻RO的几种求法：的几种求法：n (1) 直接法。直接法。n运用等效变换方法运用等效变换方法(如串

30、、并联等如串、并联等)直接求出无源二端网络直接求出无源二端网络的等效电阻。的等效电阻。n (2) 开路开路/短路法短路法n等效电阻等效电阻Ro在数值上等于有源网络在数值上等于有源网络N的端口开路电压的端口开路电压Uoc与短路电流与短路电流Isc之比。之比。n (3)外加电源法。外加电源法。n对无源二端网络，在两端之间外加一个电压源对无源二端网络，在两端之间外加一个电压源Us,求该电求该电源提供的电流源提供的电流Is;或者外加一个电流源或者外加一个电流源Is,求该电源两端的电求该电源两端的电压压Us,此时有此时有Ro=Us/Is.2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理运用等效电源定理时应留

31、意：运用等效电源定理时应留意：(1)(1)由于等效电源定理的证明过程运用了叠加定理，因此要由于等效电源定理的证明过程运用了叠加定理，因此要求被等效的有源二端网络必需是线性的，内部允许含有求被等效的有源二端网络必需是线性的，内部允许含有独立源和线性元件。至于待求支路或外接负载电路，那独立源和线性元件。至于待求支路或外接负载电路，那么没有任何限制，可以是有源的或无源的、线性的或非么没有任何限制，可以是有源的或无源的、线性的或非线性的。线性的。(2)(2)正确计算等效参数正确计算等效参数UocUoc和和RoRo是运用等效电源定理的关键，是运用等效电源定理的关键，应根据实践情况，选用合理方法求解。应根

32、据实践情况，选用合理方法求解。( (画等效电源电路画等效电源电路时，应留意等效电源的参考方向。时，应留意等效电源的参考方向。) )2.5.1 2.5.1 戴维南定理戴维南定理1 1引见了电阻电路分析的普通方法，主要引见了之路电引见了电阻电路分析的普通方法，主要引见了之路电流法和结点电压法。借助于基尔霍夫定律和欧姆定律流法和结点电压法。借助于基尔霍夫定律和欧姆定律2 2重点学习了线性电路的两个重要定理：重点学习了线性电路的两个重要定理：叠加定理叠加定理等效电源定理：戴维南定理等效电源定理：戴维南定理回想：回想：诺顿定理：诺顿定理：任何线性有源二端网络对外电路而言，总可以用一个独立电任何线性有源二

33、端网络对外电路而言，总可以用一个独立电流源与一个线性电阻相并联的电路来替代。流源与一个线性电阻相并联的电路来替代。2.5.2 2.5.2 诺顿定理诺顿定理诺顿定理：诺顿定理：如图如图(a)、(b)所示，所示，N为线性有源二端网为线性有源二端网络，络，R为待求解支路。等效电流源的为待求解支路。等效电流源的Isc数值等于数值等于N的端口短路电流。并联的端口短路电流。并联电阻电阻Ro等于等于N内部一切独立源置零内部一切独立源置零电压源短路、电流源开路时无源电压源短路、电流源开路时无源网络两端之间的等效电阻，如图网络两端之间的等效电阻，如图 (c)、(d)所示。所示。2.5.2 2.5.2 诺顿定理诺

34、顿定理例例9. 9. 用诺顿定理计算以下图中的电流用诺顿定理计算以下图中的电流I I。 分析：求分析：求RL支路的电流时，先将支路的电流时，先将RL支路以外的部分看做一支路以外的部分看做一个有源二端网络，求出该网络的诺顿等效电路。个有源二端网络，求出该网络的诺顿等效电路。2.5.2 2.5.2 诺顿定理诺顿定理(b) 等效电压源等效电压源(a) 原电路图原电路图解解: (1). 等效电流源电流等效电流源电流ISC等于等于a、b两端的短路电流。衔接两端的短路电流。衔接a、b，设定设定ISC参考方向如以下图所示，运用叠加定理求得有源二端网参考方向如以下图所示，运用叠加定理求得有源二端网络的短路电流

35、：络的短路电流：2.5.2 2.5.2 诺顿定理诺顿定理ISC=I1+I2=1A+0.5A =1.5A解解: (2). 求等效电阻求等效电阻RO。将图中的电压源短路，电流源开路，。将图中的电压源短路，电流源开路，得以下图电路，其等效电阻得以下图电路，其等效电阻:Ro=8 . (3). 画出戴维南等效电路，接入画出戴维南等效电路，接入RL支路，求得支路，求得: I= ISCRO(RO+RL)= 1.5 8/12=1A2.5.2 2.5.2 诺顿定理诺顿定理2.5.3 2.5.3 最大功率传输定理最大功率传输定理n 设一线性有源二端网络用戴维南等效电路进展等效，并设一线性有源二端网络用戴维南等效电

36、路进展等效，并在端钮处外接负载在端钮处外接负载RLRL。当负载改动时，它所获得的功率也。当负载改动时，它所获得的功率也不同。试问对于给定的有源二端网络，负载满足什么条件不同。试问对于给定的有源二端网络，负载满足什么条件时，才干从网络中获得最大的功率呢时，才干从网络中获得最大的功率呢? ?n 负载获得的功率可表示为：负载获得的功率可表示为：22()ocLLLoLuPi RRRR2.5.3 2.5.3 最大功率传输定理最大功率传输定理n 为了求得最大功率为了求得最大功率PLPL，将上式，将上式对对RLRL求导，并令其为零，即求导，并令其为零，即 n 当负载满足当负载满足RL=RORL=RO时，负载

37、获得最大功率时，负载获得最大功率PLmaxPLmax。 2max4ocLouPR2.5.3 2.5.3 最大功率传输定理最大功率传输定理例例10.10.如下图电路，假设负载如下图电路，假设负载RLRL为何值时，获得最大功率为何值时，获得最大功率? ? 解：采用戴维南定理，求出等效解：采用戴维南定理，求出等效电压源电压：电压源电压：212612836ocsRUUVRR等效电阻：等效电阻： Ro=R3+(R1R2)=4+(612)=8根据最大功率传输条件，当根据最大功率传输条件，当RL=Ro时，时，负载负载RL将获得最大功率。将获得最大功率。2.5.3 2.5.3 最大功率传输定理最大功率传输定理

38、进一步讨论：进一步讨论：当当RL=8时，不难求得：时，不难求得： IO = 1A; IL = 0.5A;负载吸收功率负载吸收功率: PL=I2LRL=2W;电压源产生功率电压源产生功率: PS=IOUS=12W;由此可见，电路满足最大功率传输条件，并不意味着能保由此可见，电路满足最大功率传输条件，并不意味着能保证有高的功率传输效率，这是由于有源二端网络内部存在证有高的功率传输效率，这是由于有源二端网络内部存在功率耗费。因此，对于电力系统而言，如何有效地传输和功率耗费。因此，对于电力系统而言，如何有效地传输和利用电能是非常重要的问题，应设法减少损耗利用电能是非常重要的问题，应设法减少损耗, ,提

39、高效率。提高效率。 PL在在PS中占的百分比值称为电路的功率传输效率中占的百分比值称为电路的功率传输效率.2.6 2.6 受控源受控源n 第第1 1章中引见了电压源和电流源，它们的输出电压或电流章中引见了电压源和电流源，它们的输出电压或电流完全由本身的特性所决议，而与电路中其他地方的电压或完全由本身的特性所决议，而与电路中其他地方的电压或电流无关，故称为独立电源或独立源。电流无关，故称为独立电源或独立源。n 受控电源，简称受控源，是一种输出电压或电流受电路受控电源，简称受控源，是一种输出电压或电流受电路中其他电压或电流控制的电源元件。它们是根据某些电子中其他电压或电流控制的电源元件。它们是根据

40、某些电子器件的器件的“受控特性建立起来的理想化模型。例如晶体三极受控特性建立起来的理想化模型。例如晶体三极管的电路模型。管的电路模型。 cbiiIb 为控制变量，为控制变量，Ic 为受控变量，为受控变量， 为控制系数。为控制系数。2.6 2.6 受控源受控源n 受控源是双端口元件，含控制变量的端口为输入端口，受控源是双端口元件，含控制变量的端口为输入端口，含受控变量的端口为输出端口。根据控制变量与受控变量含受控变量的端口为输出端口。根据控制变量与受控变量之间不同的控制方式，可把受控源分成下面四种类型：之间不同的控制方式，可把受控源分成下面四种类型：n压控电压源压控电压源(VCVS):(VCVS

41、):表示电压源输出电压的大小、方向要表示电压源输出电压的大小、方向要受控制变量的控制。假设控制变量为受控制变量的控制。假设控制变量为U1,U1,那么输出电压为那么输出电压为U1;U1;n流控电压源流控电压源(CCVS)(CCVS)n压控电流源压控电流源(VCCS)(VCCS)n流控电流源流控电流源(CCCS)(CCCS)2.6 2.6 受控源受控源n图中图中、r r、g g和和为控制参数，分别称为电压放大倍数为控制参数，分别称为电压放大倍数( (无量纲无量纲) )、转移电阻、转移电阻( (量纲为量纲为)、转移电导、转移电导( (量纲为量纲为S)S)和电和电流放大倍数流放大倍数( (无量纲无量纲

42、) )。控制参数为常数的受控源，称作线。控制参数为常数的受控源，称作线性受控源，本课程只涉及线性受控源。受控源改用菱形符性受控源，本课程只涉及线性受控源。受控源改用菱形符号标志，以与独立源相区别。号标志，以与独立源相区别。2.6 2.6 受控源受控源独立源和受控源：独立源和受控源：联络联络: :两者都能输出规定的电压或电流。两者都能输出规定的电压或电流。差别差别: :在电路中所起的作用是完全不同的。在电路中所起的作用是完全不同的。独立源作为电路的输入，代表外界对电路的鼓励，是电路独立源作为电路的输入，代表外界对电路的鼓励，是电路能量的提供者。能量的提供者。受控源那么是用来表征电路内部某处的电流

43、或电压对另一受控源那么是用来表征电路内部某处的电流或电压对另一处电流或电压的控制造用，它不代表输入或鼓励。处电流或电压的控制造用，它不代表输入或鼓励。2.6 2.6 受控源受控源分析含受控源电路：分析含受控源电路： 运用叠加定理时，受控源不能单独作用于电路，当其他独运用叠加定理时，受控源不能单独作用于电路，当其他独立电源单独作用时，受控源要保管在电路中。立电源单独作用时，受控源要保管在电路中。 运用戴维南定理时，求开路电压运用戴维南定理时，求开路电压UOCUOC是对含受控源电路的是对含受控源电路的计算。求等效电阻计算。求等效电阻RORO时，去掉独立源，受控源要同电阻一时，去掉独立源，受控源要同电阻一样