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文档简介
电工学第一章第一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一二、学什么?三、怎样学?一、为什么学?《电工电子学》绪论第二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一一、课程性质和目的
—为什么要学这门课先进性电工电子学(电工学):研究电工技术和电子技术的理论及其应用的技术基础课程。基础性应用性第三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一二、课程内容(学什么?)电工技术
(电工学)电工电子学电子技术电路分析基础
磁路与电机
模拟电子技术
数字电子技术
第四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一课堂教学(48学时)实验教学(24学时)第一章
电路的基本概念、基本定律和基本分析方法电路分析基础第二章电路暂态分析第三章单相正弦交流电路第四章三相电路模拟电子技术第六章整流、滤波及稳压电路第七章半导体三极管及交流放大电路第八章集成运算放大器及其应用
实验一直流电源特性测试及戴维宁定理验证电路部分实验二一阶RC电路的暂态过程
实验三三相电路中电压电流关系
实验四整流、滤波稳压电路模电部分实验五单极共射级阶放大电路
实验六基本运算放大电路
第五页,共八十二页,编辑于2023年,星期一三、如何学好电工电子学课程特点:内容多且广、学时相对少1、注意掌握“三基”:2、通过习题加深、培养分析能力和运算能力基本原理、基本分析方法、基本应用3、通过实验验证和巩固所学理论课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验第六页,共八十二页,编辑于2023年,星期一成绩评定:总学时:48+24=72平时占30%(书面作业+到课率+实验)期末考试占70%教材及参考书电工电子学(华中科技大学出版社)周永萱电工学(第6版)(高等教育出版社)秦曾煌电工电子学学习指导与题解(华中科技大学出版社)袁芳、周永萱第七页,共八十二页,编辑于2023年,星期一第一章电路的基本概念、基本定律和基本分析方法2009年9月第八页,共八十二页,编辑于2023年,星期一第一章电路的基本概念、基本定律和基本分析方法电路组成1-1基尔霍夫定律1-5电路的基本物理量及其正方向1-2电阻串联和并联1-6电路的工作状态1-3电压源和电流源及其等效变换1-7电路基本元件1-4本章内容叠加定理、戴维宁定理1-8支路电流法1-9节点电压法1-10第九页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1.电压、电流的参考方向3.基尔霍夫定律
重点:2.直流电路中电位和功率计算方法4.电压源、电流源特性及其等效变换5.叠加、戴维宁定理应用第十页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-1电路的组成
电路是为了某种需要由若干个电气设备或器件按一定方式组合而成的电流通路。
1-1-1实际电路
导线电池开关灯泡负载:能将电能转化为其他形式能量的装置。如灯泡、电动机等电源:能提供电能或电信号的器件,如电池、发电机、信号发生器。中间环节:开关、导线,起传输、分配、控制作用第十一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-1-2
理想电路元件,电路模型电路理论研究的对象不是实际电路,而是电路模型1、电路模型:把实际电路的本质特征抽象出来所形成的理想化的电路,与实际电路具有相同的电磁性质。电路模型是由理想电路元件构成。导线电池开关白炽灯RL+RoE–S+U–I第十二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-1-2
理想电路元件,电路模型2、理想电路元件(电路元件)根据实际电路元件所具备的电磁性质所假想的只具有单一电磁性质的元件。电阻元件:表示消耗电能的元件。电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件。电容元件:表示产生电场,储存电场能量的元件。电压源和电流源:表示将其他形式的能量转变成电能的元件。3、5种基本的理想电路元件:在电路图中,各电路元件都用规定的图形符号表示。第十三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1、电流的含义物理现象:带电粒子的有序运动电流强度:表征电流的大小i=dqdt1-2
电路的基本物理量及其正方向1-2-1
电流S2、电流的表示意义I:直流、恒定电流(不随时间变化)i:大小和方向随时间变化安培(A)RL+RoE–S+U–I第十四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一3、电流的正方向(参考方向)电流实际方向的习惯规定Sab电流参考方向问题的提出③大小和方向随时间变化的电流ER①R1R2R3R4R5R6Eab②正电荷运动的方向第十五页,共八十二页,编辑于2023年,星期一4、电流参考方向的表示、意义i元件abiab>0实际方向与参考方向一致<0实际方向与参考方向相反问题:1、电流真实方向随正(参考)方向的变化而变化吗?
2、由电流的正负能判断电流的真实方向吗?
I=5A,例:
I’=?A,abRI则电流从a流向b;电流从a流向b。I’电流参考方向:在进行电路分析计算时,任意选定某一方向作为电流的参考方向.第十六页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-2-2
电压1、电压的概念和定义abEdlu=dwdq2、电压的正方向(或参考极性)电压真实方向的习惯规定从高电位到低电位电压参考方向的提出R1R2R3R4R5R6Eab②③伏特V第十七页,共八十二页,编辑于2023年,星期一上节知识复习回顾:1、电路组成2、电压电流参考方向(重点、难点、考点)
第十八页,共八十二页,编辑于2023年,星期一3、电压参考方向的表示、意义元件abuab>0实际方向与参考方向一致<0实际方向与参考方向相反+u-abRU+–若U=3V,则电压的实际方向从a指向b;若U=–3V,则电压的实际方向从b指向a。问题:Uab是否表示a端的电位高于b端电位?
u第十九页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-2-3
电动势电动势的概念非库仑电场对正电荷施力的特点
单位正电荷在电源内部由低电位移动到高电位时所获得的电能,称为电源的电动势E。电流向电位升高的方向流动ER电源的负极到电源的正极第二十页,共八十二页,编辑于2023年,星期一通常选定电路中某一点为参考点,设改点的电位为零。用⊥表示电位:电路中某点至参考点的电压,记为“UX”或VX
1.电位的概念
电位的计算步骤:(1)任选电路中某一点为参考点,设其电位为零;
(2)标出各电流参考方向并计算;
(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正,说明该点电位比参考点高;某点电位为负,说明该点电位比参考点低。1-2-4电位R1R2R3cdabVc=+140VUb=-100V第二十一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一2.举例求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd
和Uab、Ucb、Udb解:设a为参考点,即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca
=4×20=80VVd
=Uda=6×5=30V
设b为参考点,即Vb=0VVa
=Uab=10×6=60VVc
=Ucb=E1=140VVd
=Udb=E2=90V
bac204A610AUs290VUs1140V56AdUab
=10×6=60VUcb
=U1=140VUdb
=U2=90V
Uab
=10×6=60VUcb
=U1=140VUdb
=U2=90V
第二十二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一结论:(1)电位值是相对的,参考点选取的不同,电路中
各点的电位也将随之改变;(2)电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考
点的不同而变,即与零电位参考点的选取无关。借助电位的概念可以简化电路作图bca204A610AUS290VUs1140V56Ad+90V205+140V6cd第二十三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例1:图示电路,计算开关S断开和闭合时A点的电位VA解:(1)当开关S断开时(2)当开关闭合时,电路如图(b)电流I2=0,电位VA=0V
。电流I1=I2=0,UAB=0电位VA=VB=6V
。电流在闭合路径中流通2KA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)B第二十四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一++–u++–u1、功率的概念1-2-5
功率功率p=ui
p>0
p﹤0
i
i电场力做功,消耗电能起负载作用非电场力做功,提供电能起电源作用第二十五页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-2-5
功率2、电压与电流关联的含义关联和与非关联的相对性元件abi+-u元件abi+-ui元件1元件2+–u电压与电流正方向一致称为关联,p=ui电压与电流正方向相反称为非关联p=-ui关联和与非关联与元件性质无关注意:如无特殊说明,若电路中只标注电压、电流均为相关联参考方向。第二十六页,共八十二页,编辑于2023年,星期一3、电源与负载的判别U、I非关联方向不同,P=-UI
0,负载;
P=-UI
0,电源。U、I关联参考方向,P=UI0,负载;
P=UI
0,电源。
根据U、I的参考方向判别例2:已知:方框代表电源或负载,U=220V,I=-1A试问:哪些方框是电源,哪些是负载?UI+-(a)UI+-(b)UI-+(c)UI-+(d)第二十七页,共八十二页,编辑于2023年,星期一4、最大功率
P=I2
R
负载消耗的功率
I=Us/(Rs+R)+-UsRs+U-RI
P=Us2R/(Rs+R)2
当Us和Rs为定值时,P随着R的变化而变化
当R=Rs时,P有最大值,负载与信号源内阻匹配的状态Pmax=Us2/4Rs
优点:可以利用匹配状态获得较大电流和功率
不足:较大电流可能会危及电源和负载第二十八页,共八十二页,编辑于2023年,星期一开关闭合,接通电源与负载负载端电压U=IR1、特征:IRsRL+
-UsU+
-I①
电流的大小由负载决定。②在电源有内阻时,IU。或U=Us–
IRS1-3
电路的工作状态1-3-1
有载状态P=Ps
–
P负载消耗功率电源产生功率内阻消耗功率③电源输出的功率由负载决定。第二十九页,共八十二页,编辑于2023年,星期一2、电气设备的额定值额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备的三种运行状态欠载(轻载):I<IN
,P<PN(不经济)
过载(超载):
I>IN
,P>PN(设备易损坏)额定工作状态:I=IN
,P=PN(经济合理安全可靠)
例:灯泡:UN=220V
,PN=60W电阻:RN=100
,PN=1WUN、PN、
IN额定值反映电气设备的使用安全性;额定值表示电气设备的使用能力。第三十页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1、特征:开关断开I=0电源端电压
(开路电压)负载功率U
=UsP
=01.开路处的电流等于零;
I
=02.开路处的电压Uoc视电路情况而定。电路中某处断开时的特征:I+–Uoc有源电路IRsR+
-UsU+
-1-3-2开路(空载)状态第三十一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一电源外部端子被短接特征:电源端电压负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流(很大)U
=0
Ps=P=I²R0P
=01.短路处的电压等于零;
U
=02.短路处的电流Isc
视电路情况而定。电路中某处短路时的特征:ISc+–U有源电路IRsRL+
-UsU+
-1-3-3短路状态第三十二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-4电路理想元件1-4-1电阻元件描述消耗电能的性质的理想化元件Ru+_参数:电阻R单位欧姆Ω
任一时间内满足U-i平面上为一条曲线的确定关系.i/Au/
V0RU-i平面的曲线成为电阻的伏安特性曲线1.定义:2.分类:R=U/I(常数)线性电阻伏安特性曲线是通过原点的直线第三十三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-4电路理想元件1-4-1电阻元件Ru+_i/Au/
V02.分类:非线性电阻伏安特性曲线不是通过原点的直线电阻R不是常数,随着电压和电流改变第三十四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一上节知识复习回顾:1、计算下图中二端元件的功率,并判断各功率是提供还是吸收。2、在实际电路中,有的电源确实起着电源的作用,有的则相当于负载,这种说法是否正确。第三十五页,共八十二页,编辑于2023年,星期一
描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质。1.物理意义电感:(H、mH)线性电感:L为常数;电流通过N匝线圈产生(磁链)电流通过一匝线圈产生(磁通)u+-1-4电路理想元件1-4-2电感元件2.伏安关系电磁感应定律:线圈中磁通的变化会在线圈两端产生感应电压第三十六页,共八十二页,编辑于2023年,星期一感应电压:注意:i=I,uL=0;3.动态特性+-L电感元件的符号电感元件感应电压与电流的变化量成正比:
0>0
0<
0电感元件可视为短路电感元件被称为动态元件
第三十七页,共八十二页,编辑于2023年,星期一将上式两边同乘上
i
,并积分,则得:即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中,当电流增大时,磁场能增大,电感元件从电源取用电能;当电流减小时,磁场能减小,电感元件向电源放还能量。磁场能4.储能特性第三十八页,共八十二页,编辑于2023年,星期一3.1.3电容元件描述电容两端加电源后,其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷,在介质中建立起电场,并储存电场能量的性质。uiC+_电容元件当电压u变化时,在电路中产生电流:1.物理意义2.伏安关系电容元件感应电流与电压的变化量成正比;
3.动态特性电容元件可视为开路动态元件
第三十九页,共八十二页,编辑于2023年,星期一4.电容元件储能将上式两边同乘上u,并积分,则得:即电容将电能转换为电场能储存在电容中,当电压增大时,电场能增大,电容元件从电源吸收电能;当电压减小时,电场能减小,电容元件向电源释放能量。电场能根据:第四十页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例:求下图中A点的电位。解:直流电路,电路中的电压电流恒定电感元件相当于短路电容元件相当于开路I-8VBI第四十一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一支路:电路中每一分支;一条支路流过一个电流,称为支路电流。节点:三条或三条以上导线的联接点。回路:由一条或多条支路组成的闭合路径。I1I2I3ba+-Us2R2+
-R3R1Us112331-5基尔霍夫定律1-5-1
术语例1:支路:ab、bc、ca、…
(共6条)回路:abda、abca、adbca…
(共7个)节点:a、b、c、d
(共4个)adbcUs–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I第四十二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1.定律即:I入=
I出在电路中,任一瞬间流入任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。实质:电流连续性的体现。或:I=0I1I2I3ba+-US2R2+
-R3R1Us1对节点
a:I1+I2=I3或I1+I2–I3=0基尔霍夫电流定律(KCL)反映了电路中任一节点处各支路电流间相互制约的关系。1-5-2KCL定律第四十三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一KCL定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。2.推广I=?例2:广义节点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V第四十四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1.定律在任一瞬间,电路任一回路内各部分电压的代数和等于零。即U=0
对回路1:对回路2:或US1=I1R1+I3R3或US2=I2R2+I3R3
I1R1+I3R3–US1=0I2R2+I3R3–US2=0I1I2I3ba+-Us2R2+
-R3R1Us112基尔霍夫电压定律(KVL)反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。1-5-3KVL定律在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿回路循行一周,则电位升之和等于电位降之和。即:U升
=U降
第四十五页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1.列方程前标注回路方向;
电位升=电位降
E2=UBE+I2R2U=0
I2R2–E2+
UBE
=02.应用
U=0列方程时,各项前符号的确定:与回路方向相同取正号,与回路方向相反就取负号。虚拟回路可按回路处理。1对回路1:E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_2.KVL的推广3.注意:第四十六页,共八十二页,编辑于2023年,星期一特点:1)各电阻一个接一个地顺序相联;两电阻串联时的分压公式:R=R1+R23)等效电阻等于各电阻之和;4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。R1U1UR2U2I+–++––RUI+–2)各电阻中通过同一电流;应用:降压、限流、调节电压等。1-6电阻的串联和并联1-6-1
电阻的串联第四十七页,共八十二页,编辑于2023年,星期一两电阻并联时的分流公式:(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和;(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。特点:(1)各电阻联接在两个公共的节点之间;RUI+–I1I2R1UR2I+–(2)各电阻两端的电压相同;应用:分流、调节电流等。1-6-2
电阻的并联第四十八页,共八十二页,编辑于2023年,星期一上节复习:计算ab间的等效电阻RababRab86388图aabRab1010744图b第四十九页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-7电压源电流源及其等效变换1-7-1
电压源
电压源模型(戴维宁电路)由上图电路可得:U=Us–Rs
I若Rs=0理想电压源:U
UsU0=Us
电压源的外特性IUIRLRs+-UsU+–电压源是由电压为Us的理想电压源和内阻Rs
串联的电源的电路模型。若Rs<<RL,U
Us,可近似认为是理想电压源。理想电压源O电压源第五十页,共八十二页,编辑于2023年,星期一理想电压源(恒压源)例:(2)Us是一定值或是给定的时间函数Us(t),与流过电压源的电流无关(对直流电压,有U
Us。)与恒压源并联的电路电压恒定;(3)输出的电流是可变的,由外电路决定。特点:(1)内阻R0
=0;IUs+_U+_设
Us=10V,求接上RL
后,恒压源对外输出电流。RL
当RL=1时,U=10V,I=10A
当RL=10时,U=10V,I=1A外特性曲线IUUsO电压恒定,电流随负载变化第五十一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一IRLU0=ISR0
电流源的外特性IU理想电流源OIS电流源是由理想电流源IS和内阻R0并联的电源的电路模型。由U=E–R0I可得:若R0=理想电流源:I
IS
若R0>>RL,I
IS
,可近似认为是理想电流源。电流源电流源模型(诺顿电路)R0UR0UIS+-1-7-2
电流源第五十二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一理想电流源(恒流源)例:
输出电流IS是恒定的或为时间的函数i(t),与端电压无关。与恒流源串联的电路电流恒定;(3)恒流源两端的电压U由外电路决定。特点:(1)内阻R0
=;设
IS=10A,接上RL
后,恒流源对外输出电压。RL当RL=1时,I=10A,U=10V当RL=10时,I=10A,U=100V外特性曲线
IUISOIISU+_电流恒定,电压随负载变化。第五十三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例3:求下列各电路的等效电源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+第五十四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例3:求下列各电路的等效电源解:a+–bU18V(d)+a6AbU(e)+a2V5AU+-b2(f)+(e)aU2Ab+(d)a+–10V1U++–8V4A?第五十五页,共八十二页,编辑于2023年,星期一由左图:
U1=Us-I1R0由右图:U2=(IS
–
I2
)R0
=ISR0
–
I2R0I1RLR0+–UsU1+–电压源满足等效的条件:Us=ISR0RLR0U2R0UISI2+–电流源1-7-3电压源与电流源的等效变换1.等效变换条件第五十六页,共八十二页,编辑于2023年,星期一②等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。③理想电压源与理想电流源之间无等效关系。①电压源和电流源的等效关系只对外电路而言,电源内部则是不等效的。例:当RL=时,对端口的电压U和电流I而言是相等的。电压源的内阻R0
中不损耗功率。而电流源的内阻R0
中则损耗功率。④任何一个电压为Us的电压源和某个电阻R串联的电路,都可化为一个电流为IS电流源和这个电阻并联的电路。R0+–UsabISR0ab–+R0UsabISR0ab2.等效变换的特点+_UI+_UI第五十七页,共八十二页,编辑于2023年,星期一(1)分析电路结构,搞清联接关系;串并联概念要清晰(2)根据需要进行电源等效变换;(3)元件合并化简:电压源串联合并,电流源并联合并,电阻串并联合并;(4)重复(2)、(3);(5)成为简单电路,用欧姆定律或KCL、KVL求解。3.等效变换的步骤a2V5AU+-b2(f)+a1A5AUb2+4AUb+2a第五十八页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例:试用电压源与电流源等效变换的方法计算2电阻中的电流。解:–8V+–22V+2I(d)2由图(d)可得6V3+–+–12V2A6112I(a)2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)第五十九页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例5:
解:统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1电阻中的电流。2+-+-6V4VI2A
3
4
6
12A362AI4211AI4211A24A第六十页,共八十二页,编辑于2023年,星期一解:I4211A24A1I421A28V+-I4
11A42AI213A第六十一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-7-4
受控源独立电源:指电压源的电压或电流源的电流不受外电路的控制而独立存在的电源。受控电源:指电压源的电压或电流源的电流受电路中其它部分的电流或电压控制的电源。电路符号受控电压源受控电流源+–+-U1μU1IγI第六十二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-7-4
受控源受控源的特点:当控制电压或电流消失或等于零时,受控源的电压或电流也将为零。对含有受控源的线性电路,可用前几节所讲的电路分析方法进行分析和计算,但要考虑受控的特性。应用:用于晶体管电路的分析。根据控制量的不同,受控源可以分为四种。第六十三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-7-4
受控源U1+_U1U2I2I1=0(a)VCVS+-+-
I1(b)CCVS+_U1=0U2I2I1+-+-四种理想受控电源的模型(c)VCCSgU1U1U2I2I1=0+-+-(d)CCCSI1U1=0U2I2I1+-+-电压控制电压源电流控制电压源电压控制电流源电流控制电流源第六十四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一对于线性电路,任何一条支路的电流,都可以看成是由电路中各个电源(电压源或电流源)分别单独作用时在此支路中所产生的电流的代数和。原电路+–ER1R2(a)ISI1I2IS单独作用R1R2(c)I1''I2''+ISE单独作用=+–ER1R2(b)I1'I2'
叠加原理1-8叠加原理1.叠加定理内容:第六十五页,共八十二页,编辑于2023年,星期一由图(c),当IS单独作用时同理:I2=I2'+I2''由图(b),当E
单独作用时原电路+–ER1R2(a)ISI1I2IS单独作用R1R2(c)I1''I2''+ISE单独作用=+–ER1R2(b)I1'
I2'
根据叠加原理第六十六页,共八十二页,编辑于2023年,星期一①叠加原理只适用于线性电路。③某电源单独作用时,不作用电源的处理:
Us=0,即将Us短路;Is=0,即将Is
开路
。②线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算,但功率P不能用叠加原理计算。例:应用叠加原理时也可把电源分组求解,即每个分电路中的电源个数可以多于一个。④解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。
若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方向相反时,叠加时相应项前要带负号。2.总结:第六十七页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例1:
电路如图,已知E=10V、IS=1A,R1=10,R2=R3=5,试用叠加原理求流过R2的电流I2和理想电流源IS两端的电压US。
(b)E单独作用将IS
断开(c)IS单独作用
将E短路解:(a)+–ER3R2R1ISI2+–US+–ER3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2+–
US第六十八页,共八十二页,编辑于2023年,星期一上节复习:
1、在如图所示的电路中,已知R=5Ω,求R上通过的电流及其方向。2、如图所示的电路中,求I1、I2第六十九页,共八十二页,编辑于2023年,星期一1-11戴维宁定理有源二端线性网络可以用一个电压为Us的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替。有源二端网络RLab+U–IUsR0+_RLab+U–I
等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均置零(理想电压源短路,理想电流源开路)后所得到的无源二端网络a、b两端之间的等效电阻。
等效电源的电动势Us
就是有源二端网络的开路电压U0c,即将负载断开后a、b两端之间的电压。等效电源第七十页,共八十二页,编辑于2023年,星期一例1:
电路如图,已知E1=40V,E2=20V,R1=R2=4,
R3=13,试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–UsR0+_R3abI3ab注意:“等效”是指对端口外等效即用等效电源替代原来的二端网络后,待求支路的电压、电流不变。有源二端网络等效电源第七十一页,共八十二页,编辑于2023年,星期一解:(1)断开待求支路求等效电路的Us例2:电路如图,已知Us1=40V,Us2=20V,R1=R2=4,R3=13,试用戴维宁定理求电流I3。Us1I1Us2I2R2I3R3+–R1+–abR2Us1IUs2+–R1+–ab+U0c–Us也可用叠加原理、等效变换等其它方法求。Us=
U0c=Us2+I
R2=20V+2.54
V=30V或:Us=
U0c=Us1
–I
R1=40V–2.54
V
=30V第七十二页,共八十二页,编辑于2023年,星期一解:(2)求等效电源的内阻R0
除去所有电源(理想电压源短路,理想电流源开路)例3:电路如图,已知Us1=40V,Us2=20V,R1=R2=4,R3=13,试用戴维宁定理求电流I3。Us1I1US2I2R2I3R3+–R1+–abR2R1abR0从a、b两端看进去,R1和R2并联求内阻R0时,关键要弄清从a、b两端看进去时各电阻之间的串并联关系。第七十三页,共八十二页,编辑于2023年,星期一解:(3)画出等效电路求电流I3例4:电路如图,已知E1=40V,E2=20V,R1=R2=4,R3=13,试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–abER0+_R3abI3第七十四页,共八十二页,编辑于2023年,星期一用戴维宁定理求I1、I2特点:将较为复杂或未知结构的线性有源二网络转化为简单电路对于电路中某支路电压电流尤为方便。第七十五页,共八十二页,编辑于2023年
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