第2章 电路等效变换分析

1、第第2 2章章 电路等效变换分析电路等效变换分析电路分析基础电路分析基础本章内容本章内容简单电阻电路简单电阻电路电阻的星形和三角形联结电阻的星形和三角形联结电源的等效变换电源的等效变换简单线性二端网络的等效变换简单线性二端网络的等效变换电路分析基础电路分析基础重点和难点重点和难点电阻网络、电源的等效电阻网络、电源的等效线性有源二端网络的等效分析线性有源二端网络的等效分析含受控源的电路分析含受控源的电路分析电路分析基础电路分析基础任务模块：单臂电桥测量原理的分析任务模块：单臂电桥测量原理的分析1 1电桥电路的组成电桥电路的组成单臂电桥电路要用于精确地测量一单臂电桥电路要用于精确地测量一定范围内的

2、电阻值，电路中包含四定范围内的电阻值，电路中包含四个电阻、一个直流电压源和一个检个电阻、一个直流电压源和一个检流计。流计。2工作原理工作原理当检流计中无电流通过时，则称电桥达到当检流计中无电流通过时，则称电桥达到平衡。平衡时，检流计两端的电位相等，平衡。平衡时，检流计两端的电位相等，四个臂的阻值满足：四个臂的阻值满足： ，利用这一关，利用这一关系就可测量电阻。系就可测量电阻。4231=RRRR电路分析基础电路分析基础2.12.1简单电阻电路简单电阻电路一、电阻串联及电阻串联网络的应用一、电阻串联及电阻串联网络的应用等效电阻电压关系电流关系niiNRRRRR121.nnRURURURU.2211

3、niiUU1NIIII.21电路分析基础电路分析基础电阻串联网络的应用限流限流分压分压取样取样电压表量程的扩展电压表量程的扩展电路分析基础电路分析基础二、电阻并联及电阻并联网络的应用等效电阻niiRR111电压关系电流关系niiGG1nUUUU.21niinIIIII121.电路分析基础电路分析基础电阻并联网络的应用电阻并联网络的应用减少电阻减少电阻分流分流电流表量程的扩展电流表量程的扩展并联供电并联供电电路分析基础电路分析基础例2-2 如图如图2-82-8所示，欲将内阻为所示，欲将内阻为2k2k，满偏电流为，满偏电流为5050的表头，的表头，改装成为量程为改装成为量程为10mA10mA的直流

4、电流表，应并联多大的分流电阻？的直流电流表，应并联多大的分流电阻？mAIkRAIAA10,2,50AIIIAR3631095. 910501010ARARRII05.1020001095. 9105036ARARIIR解：依题意依题意 则通过分流电阻则通过分流电阻R R的电流为的电流为由分流公式可得由分流公式可得 所以所以 电路分析基础电路分析基础三、电阻混联电阻混联化简步骤电阻混联化简步骤看电路的结构特点，正确判断电阻的连接关系。将所有无电阻的导线连接点用节点表示。对电路连接变形电路分析基础电路分析基础混联电路化简一混联电路化简一混联电路化简二混联电路化简二电路分析基础电路分析基础一、电阻星

5、形联结和三角形联结的概念电阻星形联结电阻三角形联结2.2电阻的星形联结与三角形联结电路分析基础电路分析基础二、电阻的星形联接与三角形联接的等效变换二、电阻的星形联接与三角形联接的等效变换312312312333123122312231231231121RRRRRRRRRRRRRRRRRR213322131113322123313322112RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR电路分析基础电路分析基础2.32.3电源的等效变换电源的等效变换 实际电压源与理想电压源是有差别的，它总有内阻，其端电压不实际电压源与理想电压源是有差别的，它总有内阻，其端电压不为定值，可以用一个电压源与电阻相

6、串联的模型来表征实际电压源为定值，可以用一个电压源与电阻相串联的模型来表征实际电压源。 实际电流源与理想电流源也有差别，其电流值不为定值，可以用实际电流源与理想电流源也有差别，其电流值不为定值，可以用一个电流源与电阻相并联的模型来表征实际电流源。如图所示。一个电流源与电阻相并联的模型来表征实际电流源。如图所示。+-USRSI+-abU0UUSIU=USU=Us-RsI电路分析基础电路分析基础实际电源两种模型是可以等效互换的。如图所示。实际电源两种模型是可以等效互换的。如图所示。电路分析基础电路分析基础SSSRUI电压源变电流源：Ri不变电流源变电压源：SSSRIU Ri不变说明说明：1.理想电

7、压源与理想电流源之间不能进行等效互换；2.等效互换仅对外部电路而。3.互换时要考虑电压源电压的极性与电流源电流的方向的关系。两种电源等效变化的条件是：电路分析基础电路分析基础2.4 2.4 简单线性二端网络的等效变换简单线性二端网络的等效变换1 1、理想电源与电阻组合的二端网络、理想电源与电阻组合的二端网络理想电压源和理想电流源不能互相转换。理想电压源和理想电流源不能互相转换。一个理想电压源与与任何一个两端网络并联，对外均一个理想电压源与与任何一个两端网络并联，对外均等效为原来的理想电压源。等效为原来的理想电压源。一个理想电流源与任何一个两端网络串联，对外均等一个理想电流源与任何一个两端网络串

8、联，对外均等效为原来的理想电流源。效为原来的理想电流源。电路分析基础电路分析基础(a)、(b)、(c)三个电路都等效为(d)中的电压源(a)、(b)、(c)三个电路都等效为(d)中的电流源电路分析基础电路分析基础例例2 25 5将图2-38a所示电路化简为一个电压源模型。解：依题意，图解：依题意，图2-38a2-38a所示电路的化简过程如图所示电路的化简过程如图2-38b2-38b、c c、d d、e e所示。所示。电路分析基础电路分析基础例例2-6 2-6 试求图试求图2-39a2-39a、b b、c c、d d所示电路的等效电路。所示电路的等效电路。解：图解：图2-39a2-39a、b b

9、所示电路的电压源电压为所示电路的电压源电压为10V10V，与之并联的电流源和，与之并联的电流源和电阻在等效时可以省去，所以它们对外的等效电路就是电压为电阻在等效时可以省去，所以它们对外的等效电路就是电压为10V10V的的电压源，如图电压源，如图2-39e2-39e、f f所示。所示。图图2-39c2-39c、d d所示电路的电流源电流为所示电路的电流源电流为3A3A，与之串联的电压源和电阻，与之串联的电压源和电阻在等效时可以省去，所以它们对外的等效电路就是电流为在等效时可以省去，所以它们对外的等效电路就是电流为3A3A的电流的电流源，如图源，如图2-39g2-39g、h h所示。所示。电路分析

10、基础电路分析基础例例2-72-7 试求图2-40a所示电路中的电流I。解：可进行一系列的化简，化简过程如图可进行一系列的化简，化简过程如图2-40a2-40a、b b、c c所示所示，最后最后得到一个简单回路，由化简后的电路可求得电流为：得到一个简单回路，由化简后的电路可求得电流为：AI5 .0735电路分析基础电路分析基础例例2-8 2-8 利用电源电路的等效变换求图2-41a所示电路中的电流I。可利用电源等效变换的方法逐步化简，化简过程如图可利用电源等效变换的方法逐步化简，化简过程如图2-41a2-41ae e所示所示，最最后将整个电路化简成非常简单的单回路电路，如图后将整个电路化简成非常

11、简单的单回路电路，如图2-41e2-41e所示，从而求所示，从而求得电路中的电流为得电路中的电流为AI16410电路分析基础电路分析基础例例2-9 2-9 图所示电路为晶体管放大电路的微变等效电路， 已知 ， ， ， ， 。 求输出电压 。mVUi15 kR11 kR221003R40oU11133311)1 (IIIIURIRIi1313111)1 ()1 (IRRRIRIUiAARRUIi94. 21094. 2100)401 (1011015)1 (633311mVVRIUO2 .235102 .2351021094. 24033621解：解：由KVL及KCL可得则有：则有：所以：所以：

12、由欧姆定律得：由欧姆定律得：电路分析基础电路分析基础例例2-102-10033610IIUUIU2033610IIUU电路如图电路如图a a所示，用等效变换法求电流所示，用等效变换法求电流I I。解得解得 解：用电源等效变换法，将解：用电源等效变换法，将VCCS变换为变换为VCVS， 如图如图b所示，根据所示，根据KVL，可得：，可得：根据图根据图a可知：可知： 代入上式，得代入上式，得 06)2(610)2(IIIAI5 . 0033610IIUU电路分析基础电路分析基础例例2-112-11电路如图2-44所示，试用支路电流法求各支路电流。0452023203221321IUIIIIII根据

13、受控源做辅助方程，则有根据受控源做辅助方程，则有 U=2I2AI21AI22AI43解得：解得：解：依题意，根据解：依题意，根据KVLKVL和和KCLKCL，列，列出支路电流法的方程组：出支路电流法的方程组：电路分析基础电路分析基础例例2-122-12电路如图所示，试求电路中的电压U。aI063932121IIIIAI11AI22bI04310612UII0121012UVU34解：依题意，根据解：依题意，根据KVLKVL和和KCLKCL，列出节点，列出节点A A的电流方程和网孔的电流方程和网孔的回路电压方程：的回路电压方程：解得解得根据根据KVLKVL，列出网孔，列出网孔代入数据，得代入数据，得解得解得的回路电压方程：的回路电压方程：电路分析基础电路分析基础本章结束电路分析基础电路分析基础目录The Team / Nordui团队