第二章 电路分析方法ppt课件

1、第二章第二章 电路的分析方法电路的分析方法第二节第二节 叠加原理叠加原理第五节第五节 戴维宁定理戴维宁定理第三节第三节 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换第二节第二节 叠加原理叠加原理一一 . .叠加原理叠加原理二二 . .原理验证原理验证三三 . .几点说明几点说明四四. .例题例题 在由多个独立电源共同作用的线性在由多个独立电源共同作用的线性 电路中电路中, ,任一支路的电流任一支路的电流( (或电压或电压) )等于各等于各个独立电源分别单独作用在该支路中产个独立电源分别单独作用在该支路中产生的电流生的电流( (或电压或电压) )的叠加的叠加( (代数和代数和) ) 。主目录

2、一一. .叠加原理叠加原理 不作用的恒压源短路不作用的恒压源短路, ,不作用的恒流不作用的恒流源开路。源开路。二、原理验证二、原理验证IRRR+- -US2+US1- -知：知：US1=4V，US2=16V，R=4I12A I2 3AI=1AI= I+ I= 1AUS1单独作用单独作用I = Us1 R(R+R/2) 2R=1/3AUS2单独作用单独作用I = Us2 R(R+R/2) 2R= 4/3A I1I = I2I1RUS1RI0 US2 I2RRI0I1I2例例1:1:用叠加原理求图示电路中的用叠加原理求图示电路中的I I。解解: 10A: 10A电流源单独作用时电流源单独作用时:

3、:10A10A21155+-+-10V10V410v10v电压源单独作用时电压源单独作用时: :21 410AII主目录I II=I=1/(1+4)1/(1+4)10= 2A10= 2A15+-10V4III=10/5=2AI=I+I= 4A例例2 2：用叠加原理求图中的：用叠加原理求图中的I I+-33661212226A6A12V12V I=12/(12+6/3+2) I=12/(12+6/3+2)6 6=12/(12+2+2)=12/(12+2+2)6 6解：=4.5AI=12/(3+6/14)6/(6+14)=0.5A6A6A3366121222I主目录I+-336612122212V

4、12VII=I-I= 4A三、应用叠加原理的几点注意三、应用叠加原理的几点注意 叠加原理只适用于线性电路。叠加原理只适用于线性电路。 电路的结构不要改变。将不作用的恒压电路的结构不要改变。将不作用的恒压 源短路源短路,不作用的恒流源开路。不作用的恒流源开路。 最后叠加时要注意电流或电压的方向最后叠加时要注意电流或电压的方向: 若各分电流或电压与原电路中电流或若各分电流或电压与原电路中电流或 电压的参考方向一致取正电压的参考方向一致取正,否则取负。否则取负。 功率不能用叠加原理计算。功率不能用叠加原理计算。例例1:用叠加原理求图示电路中的用叠加原理求图示电路中的I。解解: : 电流源单独作用时电

5、流源单独作用时电压源单独作用时电压源单独作用时10A215+ +- -10V4I II=1/(1+4)10 = 2AI=10/5=2AI=I+I= 4A例例2 . 用叠加定理求图示电路中的用叠加定理求图示电路中的I2ab444- -+ +16V解：解：I Ic I= I+ I=1.25A电压源单独作用时电压源单独作用时 Rbc= 4Rbc= 4（4+2) 4+2) = 2.4 = 2.4 Ubc= Ubc= 16162.4/(4+2.4) 2.4/(4+2.4) = 6V = 6VI=I=6/(2+4)=6/(2+4)=1A1A电流源单独作用时电流源单独作用时 Rbc = 44 = 2Rbc

6、= 44 = 2I=I=1 12 2(2+2+4 )(2+2+4 ) = = 0.25A0.25A1A1A例例3:知知 E=12V，Uab1=10V，求将，求将E短路短路后，后，Uab2=？R+ +- -ERRRIS1IS2解：解： 依叠加原理，依叠加原理，Uab1=10V是是E，IS1，IS2共同作用共同作用的结果。的结果。ab设设Uab为为E单独作用单独作用的电压。的电压。 Uab2=10 Uab =7VUab = ER4R =3V+10V4K2K2KI1mA练习练习: :用叠加原理求图示电路中的用叠加原理求图示电路中的I I。2KI=I+I= 1.507mA电流源单独作用时电流源单独作用

7、时mA25. 02442/42221I 电压源单独作用时电压源单独作用时: :mA257. 12442/)22(410I 解解: :第三节第三节 电压源与电流源的等电压源与电流源的等效变换效变换一、等效变换的概念一、等效变换的概念二、二端电阻电路的等效变换二、二端电阻电路的等效变换三、独立电源的等效变换三、独立电源的等效变换四、电源的等效变换四、电源的等效变换一、等效变换的概念一、等效变换的概念 两个端口特性相同，即端口对外的两个端口特性相同，即端口对外的电压电流关系相同的电路，互为等效电电压电流关系相同的电路，互为等效电路。路。 1 1、等效电路、等效电路 等效变换对内电路来说，不一定等效。

8、+uR1R2Rii+uRediRed = R1 + R2 + + Ri分压公式：分压公式： UsRRU ii消耗功率：消耗功率：iiRIP2 总电阻：总电阻： iRR2、电阻的并联、电阻的并联+uR1iR2Ri+uRedi1Red = 1 R1 + 1 R2 + + 1 RiGed =G1 + G2 + + Gi分流公式：分流公式： 消耗功率：消耗功率：总电阻：总电阻：IRRRIIRRRI21122121 iRUP2S iR11R例、求例、求A，B两端等效电阻。两端等效电阻。R5R1R2R3UAR4R6RAB = R1+R2(R3R4)+(R5R6)解：解：例、分别求在开关例、分别求在开关S断

9、开和闭合时断开和闭合时A，B两两 端总电阻。端总电阻。R5R1R4R2R3SUBA解：解：RAB = R5（R1+R3）（R2+R4）S S断开断开RAB = R5（R1R2 +R3R4 ）S S闭合闭合1 1、 几个电压源的串联几个电压源的串联三、独立电源的等效变换三、独立电源的等效变换-+ba- -+Uba-U1U2U = U1 + U2+Is1Is2baIsbaIs = Is1 + Is2USIb baRL-+U-+USbaU = US I = U / RLRIsRLIsRbaUIIsba+- 一个实际的电源即可以用电压源模型一个实际的电源即可以用电压源模型表示表示, ,也可以用电流源模

10、型表示也可以用电流源模型表示. . 对于负载来说只要端电压和输出电流对于负载来说只要端电压和输出电流不变不变, ,两个电源对负载的作用效果相同两个电源对负载的作用效果相同, ,所以实际电压源和电流源可以等效变换所以实际电压源和电流源可以等效变换. .电源RIU1、实际电源的等效变换、实际电源的等效变换U实际电流源实际电流源的伏安特性的伏安特性IIS实际电压源实际电压源的伏安特性的伏安特性UsIUI R0U/ R0IsRoUs/RoU = US I R0I= IS UR0Is =/ RoUsUs = IsRoURoUsIsRoIIU- -+Us = Is RoIs = Us/Ro Ro = Ro

11、Ro = Ro 电流源电流源 电压源电压源电压源电压源 电流源电流源3、实际电源的串并联、实际电源的串并联U1U2abR2R1- - -+Is=Is1+Is2Ro=R1R2Is1Is2R1aR2bIsRobaU=U1+U2R=R1+R2R1baR2Is1Is2-+R1U1U2R2baRU- -+ab例例I- -+ +10V2ba解解: Is=10/2=5AIsI2ba例例IsI5ba1AUs = Is 5 =5VUs5ba+ -例例 用电源等效变换的方法求图中的用电源等效变换的方法求图中的I I4+- -+- -6V4V2A36122I+- -4V2A6412I2A324A32A+- -4V2

12、A6412I2+- -4V41I8V2+- -24A2+- -4V41I2+- -4V41I1I1A442A8V2+- -2+- -4V41I1I3A2I = 2/3 3 = 2A1I1A442A在用等效变换解题时，应至少保在用等效变换解题时，应至少保留一条待求支路始终不参与互换，留一条待求支路始终不参与互换，作为外电路存在；作为外电路存在；等求出该支路电流或电压时，再等求出该支路电流或电压时，再将其放回电路中去作为已知值，将其放回电路中去作为已知值，求其它支路电流或电压。求其它支路电流或电压。例例:试求出图示电路中电流试求出图示电路中电流I。+18V+8V+6V+33I462A3A20V52

13、+18V2A24328620I +2A36254318V20VI5 = I + Is = 2 + 2 = 4AI1 = I3 + I0.67 + 2 = 2.67AI2 =18 2=9AI4 = I1I2 = 2.67 （9）= 11.67AI5abII1I3I2I4I6I6=I5-IS=4-2=2AI3 = Uab R3 = A238A练习：练习：1、用等效变换法求图示电路中的电流、用等效变换法求图示电路中的电流 I1、I2、I3、I4。3A2A2353+6V4V+I3I1I2I48A3A2A2353+6V4V+I3I1I2I41 1、 解：解：3A233+6VI3I116V+2A50.8A

14、I4 = I3+38 = 4AI3 = (1+6+6) (5+5+3) = 1AI2 = I32 = 1AI1 = I4 + 8 = 4A3A53+6VI36V+53.2A53+6VI36V+51V+主目录主目录* 输入电阻或等效电阻的计算方法有输入电阻或等效电阻的计算方法有 两种两种 ：当无源二端网络内不含受控源时，可采用当无源二端网络内不含受控源时，可采用串并联等进行等效变换求得；串并联等进行等效变换求得；当无源二端网络内含有受控源时，可采用当无源二端网络内含有受控源时，可采用外加电源法求得。外加电源法求得。一、等效变换求电阻一、等效变换求电阻例：求图示二端网络的等效电阻例：求图示二端网络

15、的等效电阻Rab。5201566ab752015667abRab = 205 + （6 6 + 7） 15 =10主目录主目录主目录例：求图示二端网络的等效电路。例：求图示二端网络的等效电路。40I120606030I130I145I160UU = 30I1+45II1） I 1 = U60 R = U I = 36 I第五节第五节 戴维宁定理戴维宁定理一一 . .有源二端网络有源二端网络二二 . .戴维宁定理戴维宁定理三三 . .解题步骤解题步骤四四 . .例题例题一一. . 二端网络二端网络 凡是具有两个接线端的部分电路，不管它是凡是具有两个接线端的部分电路，不管它是复杂电路还是简单电路统

16、称为二端网络。复杂电路还是简单电路统称为二端网络。二二 . .有源二端网络有源二端网络若二端网络中含有电源叫做有源二端网络若二端网络中含有电源叫做有源二端网络. .E1E2a ab bR2R1-+R3UI有源有源二端二端网络网络a ab bUI I主目录a ab bR2R1R3UI无源无源二端二端网络网络a ab bUI I三三. .无源二端网络无源二端网络若二端网络中没有电源叫做无源二端网络若二端网络中没有电源叫做无源二端网络. .无源二端网络可等效为一个电阻。无源二端网络可等效为一个电阻。主目录 这个电压源的电压这个电压源的电压Us等于有源二等于有源二端网络的开路电压端网络的开路电压Uab

17、K；电压源的内；电压源的内阻阻Ro就是将有源二端网络的恒压源短就是将有源二端网络的恒压源短路，恒流源开路后得到的无源二端网路，恒流源开路后得到的无源二端网络的等效电阻。络的等效电阻。二、戴维宁定理二、戴维宁定理 任何一个线性有源二端网络，都可任何一个线性有源二端网络，都可以用一个电压源等效代替。以用一个电压源等效代替。主目录b b有源有源二端二端网络网络a aUabK无源无源二端二端网络网络a ab bRabUs=UabKRo=Rab恒压源短路恒压源短路恒流源开路恒流源开路有源有源二端二端网络网络aUIbRLUsabRLRo-+UI主目录+ +- -33661226A6A12V12V*ab b

18、I+ +- -UsUs22RoRoI I例例1. 1. 用戴维宁定理求图中用戴维宁定理求图中I IUs=Uabk=6Us=Uabk=612-6/(6+3)12-6/(6+3)12=64V12=64VRo=12+6/3=14Ro=12+6/3=14所以所以 I=64/(14+2)=4AI=64/(14+2)=4A主目录解：解：三、用戴维宁定理解题的步骤三、用戴维宁定理解题的步骤将待求电流或电压的支路断开标上字母将待求电流或电压的支路断开标上字母a a 、b,b,剩余部分是一个有源二端网络，剩余部分是一个有源二端网络，将其等效为一个电压源。将其等效为一个电压源。1.US=UabK (将待求支路断开

19、后将待求支路断开后a ,b两两点间的开路电压）点间的开路电压）2. 求电源电压求电源电压Us主目录3. 求电压源内阻求电压源内阻RoRo=Rab(将待求支路断开后将恒压源短将待求支路断开后将恒压源短路，恒流源开路后路，恒流源开路后a ,b两点间的等效电两点间的等效电阻）。阻）。4. 在回路中求出待求电流或电压。在回路中求出待求电流或电压。主目录练习练习 . 用戴维宁定理求图示电路中的用戴维宁定理求图示电路中的I+- -3V2A6101014I9Vab+- -+ +- -EI IR014解：解：E = 9+26+3 = 6VRo = 10+6 = 16所以所以 I= E/(Ro+14) = 6/

20、(16+14) = 0.2A主目录例例3 . 3 . 用戴维宁定理求出检流计中的电流用戴维宁定理求出检流计中的电流IGIGG*ba aIGIGR1 5R1 5R3 10R3 10R2 5R2 5R4 5R4 5+ -E 12VR1 5R3 10R2 5R4 5+ -E 12V*a*bI1I2+-ERoIGRG10*R2R4abR3R1I1=12/(R1+R2)=1.2AI1=12/(R1+R2)=1.2AI2=12/(R3+R4)=0.8AI2=12/(R3+R4)=0.8AE=Uabk=-I1R1+I2R3E=Uabk=-I1R1+I2R3=-6+8=2V=-6+8=2V Ro=Rab=R1

21、/R2+R3/R4Ro=Rab=R1/R2+R3/R4 =2.5+10/3=5.8=2.5+10/3=5.8 所以所以 IG=E/(Ro+RG)IG=E/(Ro+RG) =2/(5.8+10)=0.13A=2/(5.8+10)=0.13A 解:主目录例例4:4:用戴维宁定理求图中的用戴维宁定理求图中的I IR4 R4 +-RoRoE EIR3 R3 E=Uabk=E2-I1E=Uabk=E2-I14 4=12-(12-8)/(2+4)=12-(12-8)/(2+4)4 4=28/3 V=28/3 VRo=2/4=4/3Ro=2/4=4/3I=E/(Ro+R3/R4)I=E/(Ro+R3/R4)

22、1/21/2 =(28/3)/(4/3)+3 =(28/3)/(4/3)+31/21/2=14/13 A=14/13 A主目录IR4 6R4 6+-+-R3 6R3 6R2 4R2 4R1 2R1 2E1E18V8VE2E212V12V* *b b* *a4I I例例5. 5. 用戴维宁定理求图示电路中的用戴维宁定理求图示电路中的I I21Aab44解：解：a、b开路开路cUac=21=2VUbc= 416 /(4+4)=8VUab=UacUbc=10VRo=(44)+2=4 I= Uab(Ro +4)1081.25A- -+ +16V+ +- -10V44I Iba主目录IS例例6、已知、已

23、知E1=110V，E2=100V，Is=90A， Ro1=Ro2=Ro3=1,R1=10,R2=9, R3=20 ，用戴维宁定理求，用戴维宁定理求R3中的中的Iab。- -+ +E1- -+ +E2RO1RO2RO3R1R2R3 ab解：解：a、b开路开路UabIR1=E1（R1+Ro1） =110 （1+10） = 10AIR2 =E2（R2+Ro2） =100 （1+9） = 10AUab=R2IR2R1IR1Ro3Is =9010090 =100VRo=(Ro1R1)+Ro3 +(Ro2 R2)= (1 10) +1 +(1 9)=2.8 I=Uab(Ro +R3)=100 22.8=4.38A- -+ +100VR32.8I Iab主目录例例7、如图，、如图，U=10V时，时，I=1A，当，当U=20V 时，时，I=1A，求戴维宁等效电路。，