电路分析基础电源的等效变换.ppt

1、北京邮电大学电子工程学院,退出,开始,电路分析基础,1-9 电源的等效变换,电压源的等效变换,电流源的等效变换,内容提要,实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换,X,X,1.电压源的等效变换,1.1 电压源的串联,结论：n个串联的电压源可以用一个电压源等效置换（替代），等效电压源的电压是相串联的各电压源电压的代数和。,思考：电压源能否并联？,演示,X,1.电源的等效变换,结论：电压值不同的电压源不能并联，电压值相同且电压极性一致的n个电压源并联时，其对外电路的作用与一个电压源的作用等效。,1.2 电压源的并联,推论：任何元件与电压源并联，其对外电路的作用与一个电压源的作用等效。,返回,X,2

2、.电流源的等效变换,2.1 电流源的并联,结论：n个并联的电流源可以用一个电流源等效置换（替代），等效电流源的电流是相并联的各电流源电流的代数和。,思考：电流源能否串联？,2.电源的等效变换,结论：电流值不同的电流源不能串联，电流值相同且电流方向也相同的n个电流源串联时，其对外电路的作用与一个电流源的作用等效。,2.2 电流源的串联,推论：任何元件与电流源串联，其对外电路的作用与一个电流源的作用等效。,返回,X,演示,X,3.实际电压源模型与实际电流源 模型的等效变换,如果,则二者等效,X,将如图所示的单口 (二端)网络化为最简形式。,解：,例题1,X,几点说明,(1) 两种电源模型对于原电路

3、可以等效替代，对外负载提供相同的功率，但电源内部不等效。,电压源 电流源,在上例的AB端口接上一负载电阻,（3）实际中的两种近似情况,当电源内阻Rs负载电阻RL时，可以近似为电压源；而当Rs RL时，可以近似为电流源。,在电源内部：,电流源内阻消耗功率为：,电压源内阻消耗功率为：,几点说明,（2）在分析电路时，与电压源相串的电阻，与电流源相并的电阻都可视为电源的内阻 来处理。但在两种情况下， 消耗的功率是不同的。,X,利用电源的等效变换将图（a）所示电路逐步化简为图（d）所示电路，变换过程如图（b）、（c）所示。,（a）,（b）,X,例题2,求下图所示电路中的电流i。,解：,（c）,（d）,X

4、,解续,由图（d）可求得：,X,解：,将图（a）所示电路简化成等效电压源。,（a）,（b）,（c）,例题3,先对电路进行等效变换，过程如图(b)、(c)所示。,对图（c）求端口的VCR，有：,X,即,等效电压源如图（d）所示。,解续,（d）,（c）,求图（a）所示单口网络的等效电阻。,X,（a）,（b）,先将电路等效变换为如图（b）所示，由图可得：,解：,例题4,X,说明,（为负电阻）,该题中对图（b）不能再进行化简，因为继续化简将使控制量 消失。在含有受控源的电路中一定要保留控制量。,返回,工程应用散热风扇的速度控制,X,散热风扇电路原理图,北京邮电大学电子工程学院,退出,开始,电路分析基础

5、,2-1图论的初步知识,内容提要,图论的起源,图论的基本概念,X,1.图论的起源,图论属于数学的一个分支，它是一个年轻但却迅速成熟的学科，它主要研究事物之间的客观规律。,哥尼斯堡桥问题,X,图论在电路中的应用称为网络图论（网络拓扑学）。应用图论讨论电路的结构及其联接性质，对电路进行 分析。,拓扑(topology)：几何或联接性质。,古普鲁士哥尼斯堡城的Pregel有七座桥将四块陆地相 连。,连通图每点连接的边数为偶数才能有解。,演示,返回,1.图论的起源,X,从任一陆地出发走遍七座桥（而且只走一次）再回到 原地是否可行？,1736年Euler（欧拉：圣彼得堡大学的数学教授）证明 无解。,2.

6、图论的一些基本概念,1.图 2.有向图 3.连通图,8.割集,9.基本回路,4.子图 5.子图 6.回路,7.树,X,10.基本割集,2.图论的一些基本概念,2.1 图(Graph):电路（网络）的图由支路（线段）和节点（点）组成，用G表示。每一支路代表一个电路元件或一些电路元件的某种组合，每一支路都连接在图中的两个节点之间。,X,电路图,拓扑图G,在电路分析中，图中支路的方向即代表了对应电网络中该支路电压和支路电流的方向。,2.图论的一些基本概念,2.2 有向图(directed graph)：给图中的每一条支路都规定了方向的图。否则，称为无向图( undirected graph),X,2

7、.3 连通图(connected graph)：图G中任意两节点之间至少存在一条通路的图。否则称为不连通图(unconnected graph)。,连通图,非连通图,2.图论的一些基本概念,X,图G,子图,2.图论的一些基本概念,2.4 子图(subgraph)：如果图G1的每个节点和支路都是图G中的节点和支路，则称图G1是图G的一个子图。子图有很多。,子图,X,2.图论的一些基本概念,X,2.5 路径(path)：从图G的某一节点出发，沿着一些支路连续移动，从而到达另一指定的节点，则这样一系列的支路便构成了图G的一条路径。,回路L（1,3,6），或回路L（a,d,c,a）,2.6 回路(lo

8、op)：如果路径的起点和终点重合，则就构成了一条回路。,2.图论的一些基本概念,2.7 树(tree-T) ：树是连通图G的一个连通子图；包含图G的所有的节点；不包含任何回路。,T2,T1,树支：组成树的支路。,连支：其余的支路。,图G,X,树支集合,连支集合,割集,2.8 割集 (cutset) ：图G的割集是G的一些支路集合，把这些支路移去将使G分离为两个部分，而如果少移去其中一条支路，图仍将是连通的。即割集是使图分为两部分的最少支路集。,2.图论的一些基本概念,X,2.9 基本回路：只含有一条连支的回路。（单连支回路）,2.图论的一些基本概念,X,L1(1,2,4)，L2(2,3,5)，L3(1,3,6),L1(1,2,4)，L2(2,3,5)，L3(4,5,6),基本