第1章网络的基本分析方法优秀PPT.ppt

第第1章网络的基本分章网络的基本分析方法析方法现在学习的是第1页，共21页2+-5V10V7A1 2 I1I2例：求电流例：求电流I1、I2A（1）规定电流方向，）规定电流方向，选一结点为地选一结点为地，列，列KCL。I1=7A+I2（2）规定电压极性规定电压极性，用结点电压算出各电流。，用结点电压算出各电流。I1=I2=现在学习的是第2页，共21页3+-5V10V7A1 2 I1I2例：求电流例：求电流I1、I2A（3）带入）带入KCL，计算结点电压。，计算结点电压。现在学习的是第3页，共21页4作业题：用结点分析法求电流作业题：用结点分析法求电流I（保留（保留2位小数）位小数）I+10V4k(学号后两位学号后两位)k2k1mA2k现在学习的是第4页，共21页5求电流求电流IE=12.5V102.552I20ABUA=UB=I=现在学习的是第5页，共21页6作业：求电流作业：求电流I（保留（保留2位小数）位小数）E=(学号后两位学号后两位)V102.555I15现在学习的是第6页，共21页1.5 回路分析法回路分析法方法：方法：以基本回路中的以基本回路中的回路电流回路电流为未知量为未知量,列写电路方列写电路方程分析电路的方法。当取程分析电路的方法。当取网孔电流网孔电流为未知量时，称为未知量时，称网网孔法孔法。基本思想：基本思想：为减少未知量为减少未知量(方程方程)的个数，假想每个回路中有的个数，假想每个回路中有一个回路电流。各支路电流可用回路电流的线性组一个回路电流。各支路电流可用回路电流的线性组合表示。合表示。现在学习的是第7页，共21页 若采用基尔霍夫定若采用基尔霍夫定律，需要列出律，需要列出6个独立个独立方程联立求解，解题过方程联立求解，解题过程复杂。程复杂。假想电路的每个回路（网孔）里有一个回路电流沿假想电路的每个回路（网孔）里有一个回路电流沿着回路的边界流动，以这些回路电流作为未知量，则可着回路的边界流动，以这些回路电流作为未知量，则可根据根据KVL对所有回路列出电压方程。对所有回路列出电压方程。例：已知电动势和电阻的值，例：已知电动势和电阻的值，求各支路电流。求各支路电流。解：解：3个网孔和个网孔和4个结点个结点现在学习的是第8页，共21页 选取网孔电流选取网孔电流Ia、Ib、Ic以及它们的参考方向。在写以及它们的参考方向。在写出网孔方程时，通常把出网孔方程时，通常把网孔电网孔电流的参考方向作为绕行方向流的参考方向作为绕行方向，由由KVL得到得到3个网孔方程为：个网孔方程为：网孔a：网孔网孔a：网孔网孔b：网孔网孔c：各支路电流：各支路电流：+R1Ia+R5(Ia-Ic)R4(Ia-Ib)=-E1R2Ib+R6(Ib-Ic)+R4(Ib-Ia)=E2R3Ic+R5(Ic-Ia)+R6(Ic-Ib)=E3-E4现在学习的是第9页，共21页回路法的一般步骤：回路法的一般步骤：(1)选定选定l（网孔个数）（网孔个数）个回路，并确定其绕行方个回路，并确定其绕行方向（一致），以回路电流为未知量，列写其向（一致），以回路电流为未知量，列写其KVL方方程；程；(2)求解上述方程，得到求解上述方程，得到l 个回路电流；个回路电流；(3)求各支路电流（用回路电流表示）；求各支路电流（用回路电流表示）；(4)其它分析。其它分析。现在学习的是第10页，共21页例：例：用网孔分析法求图示电路的支路电流。用网孔分析法求图示电路的支路电流。解：设电流源电压为解：设电流源电压为U，则网孔方程为：，则网孔方程为：补充方程补充方程 求解以上方程得到：求解以上方程得到：+-UI Ia aI Ib b+-5V10V7A1 2 I1I2现在学习的是第11页，共21页I Ib bI Ic cI Ia a例：例：用网孔分析法求解图示用网孔分析法求解图示 电路的网孔电流。电路的网孔电流。解：设解：设1A电流源电压为电流源电压为U解得：解得：Ia=4A，Ib=3A 和和 Ic=2A。20V2A+-1 3 I25 I3I11A补充方程：补充方程：-+U现在学习的是第12页，共21页1.6 动态网络分析举例（自学）动态网络分析举例（自学）1.7 有互感的网络（自学）有互感的网络（自学）现在学习的是第13页，共21页二端网络：二端网络：1.8 二端网络的功率二端网络的功率从网络中任意划出来的有两个引出端的网络。从网络中任意划出来的有两个引出端的网络。无源网络：无源网络：二端网络全部由无源元件组成。二端网络全部由无源元件组成。有源网络：有源网络：含有电源的二端网络。含有电源的二端网络。现在学习的是第14页，共21页例：例：在下图中，已经在下图中，已经E=10V，R=5，试分别求，试分别求 出电源和电阻上的功率。出电源和电阻上的功率。解：电阻解：电阻R两端电压的数值两端电压的数值U等等 于电源电动势于电源电动势E，且电压与，且电压与 电流为关联方向。电流为关联方向。或或在电源两端，电源电压（注意：不是电动势在电源两端，电源电压（注意：不是电动势E）与电流为非）与电流为非关联方向。因此，电源消耗的功率为：关联方向。因此，电源消耗的功率为：EI+_RU+_PE=-UI=-102=-20W现在学习的是第15页，共21页 由此可见，功率也有正负值之分。但由此可见，功率也有正负值之分。但功率功率的正负值的正负值与与电流电流或或电压电压值的正负值含义相似。值的正负值含义相似。以无源惯例，当功率为以无源惯例，当功率为正值正值时时，说明该元，说明该元件是消耗功率的，也称为吸收功率，该元件具件是消耗功率的，也称为吸收功率，该元件具有有负载特性负载特性，则这类元件称为，则这类元件称为耗能元件耗能元件；当功率为当功率为负值负值时时，说明该元件是发出功率，说明该元件是发出功率的，用于提供电能，该元件具有的，用于提供电能，该元件具有电源特性电源特性，故，故这类元件称为这类元件称为电源元件电源元件。现在学习的是第16页，共21页 对于任一电路，各元件吸收功率的总和（记为对于任一电路，各元件吸收功率的总和（记为 ，总为正值）等于电源发出功率的总和（记为，总为正值）等于电源发出功率的总和（记为 ，总为负值），它们符合能量守恒定律。可表示为：总为负值），它们符合能量守恒定律。可表示为：电路中所有电阻元件都是吸收功率的，但并电路中所有电阻元件都是吸收功率的，但并非所有电源元件都是发出功率的。非所有电源元件都是发出功率的。此式也称为功率平衡方程。此式也称为功率平衡方程。注意 综上所述，电路中元件综上所述，电路中元件吸收功率吸收功率时，功率总时，功率总为为正值正值，即，即，而电路元件，而电路元件发出功率发出功率时，时，功率总为功率总为负值负值，即，即 。现在学习的是第17页，共21页例：在下图所示例电路中，已知例：在下图所示例电路中，已知E190V，E2=40V，R1=10，R2=20，R3=30。试求：（试求：（1）支路电流）支路电流I1、I2和和I3；（2）检验电路中功率的平衡关系。）检验电路中功率的平衡关系。解：（解：（1）先求解各支路电流）先求解各支路电流aI1I2R1E1_+_R2 E2bI3R3结点电压法结点电压法现在学习的是第18页，共21页（2）再求解电路的功率，各电阻消耗的功率为：）再求解电路的功率，各电阻消耗的功率为：电源的功率为：电源的功率为：aI1I2R1E1_+_R2 E2bI3R3 其中其中PE20，说明，说明电源电源E2消耗功率。因此，电源消耗的总功率为：消耗功率。因此，电源消耗的总功率为：PE1=-E1I1 =-903=-270WPE2=E2I2 =401=40W现在学习的是第19页，共21页计算结果表明，整个电路的功率符合平衡条件。计算结果表明，整个电路的功率符合平衡条件。电路吸收的总功率：电路吸收的总功率：PE=PE1+PE2=-270+40=-230W现在学习的是第20页，共21页21作业题：用网孔分析法求电流作业题：用网孔分析法求电流I，并计算所，并计算所有元件的功率。有元件的功率。（保留（保留2位小数）位小数）20V10V+-1 3 I(学号后两位学号后两位)1A+-现在学习的是第21页，共21页