电工学第一章电路分析基础教学提纲.ppt

电路分析基础电路分析基础电工学第一章电路分析基础电路分析基础电路分析基础电工技术（上篇）电工技术（上篇）第一章电路分析基础第一章电路分析基础第二章单相正弦交流电路第二章单相正弦交流电路第三章三相交流系统第三章三相交流系统第四章第四章变压器变压器第五章第五章电动机电动机电路分析基础电路分析基础电子技术（中篇）电子技术（中篇）第七章半导体器件第七章半导体器件第八章第八章交流放大电路交流放大电路第九章电源电路第九章电源电路第十章第十章集成运算放大电路集成运算放大电路第十一章第十一章数字电路数字电路电路分析基础电路分析基础第一章第一章 电路分析基础电路分析基础1-1 1-1 电路的基本概念电路的基本概念1-2 1-2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1-3 1-3 支路电流法支路电流法1-4 1-4 叠加原理叠加原理1-5 1-5 理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源1-6 1-6 戴维宁定理戴维宁定理电路分析基础电路分析基础 重点：重点：第一章第一章 电路分析基础电路分析基础 4.电压源与电流源电压源与电流源 3.支路电流法及叠加定理支路电流法及叠加定理2.基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.电路工作状态的特点电路工作状态的特点 5.戴维宁定理戴维宁定理电路分析基础电路分析基础第一节第一节 电路的基本概念电路的基本概念电路电路电路电路 是为了某种需要而将电器装置按一定方式组是为了某种需要而将电器装置按一定方式组合起来的电流通路。合起来的电流通路。分类：按电流性质分类：按电流性质分为直流电分为直流电路和交流电路。路和交流电路。一、电路的组成一、电路的组成电路的功能电路的功能电路的功能电路的功能1.进行能量的转换、传输和分配。进行能量的转换、传输和分配。2.实现信号的传递、存储和处理。实现信号的传递、存储和处理。电路的组成电路的组成基本组成部分基本组成部分：电源、负载和中间环节。电源、负载和中间环节。电源提供电源提供电能，负载取用电能，中间环节传递、分配和控制电能，负载取用电能，中间环节传递、分配和控制电能。电能。电源电源：将其他形式的能量转换成电能的设备。将其他形式的能量转换成电能的设备。分类：直流电源和交流电源分类：直流电源和交流电源。电路分析基础电路分析基础电路分析基础电路分析基础电源符号：电源符号：原原电电池池或或蓄电池蓄电池直直 流流 发发电机电机交交 流流 发发电机电机理理想想电电压源压源理理想想电电流源流源+_电路分析基础电路分析基础二、电路元件和电路模型二、电路元件和电路模型电路元件：电路元件：电路中的器件。如：电源、负载等。电路中的器件。如：电源、负载等。电源器件：电源器件：能提供电能。能提供电能。无源器件：无源器件：不能提供电能。分为：耗能元件和不能提供电能。分为：耗能元件和储能元件。储能元件。电路模型：电路模型：由理想元件组成的电路。由理想元件组成的电路。理想元件：理想元件：对实际元件的抽象和概况。对实际元件的抽象和概况。电路分析基础电路分析基础电路模型电路模型干电池干电池干电池干电池 BatteryBattery灯泡灯泡灯泡灯泡LampLamp负载负载负载负载LoadLoad电源电源电源电源 SourseSourse开关开关开关开关SwitchSwitch电路分析基础电路分析基础U 开关开关 灯泡灯泡 电池电池 电路模型电路模型 实际电路元件实际电路元件 RSR0电路分析基础电路分析基础1、电流电流实际正方向实际正方向假设正方向（参考方向）假设正方向（参考方向）电流的方向电流的方向实际正方向：正电荷移动的方向。实际正方向：正电荷移动的方向。假设正方向：参考方向，是假设正方向：参考方向，是任意选取任意选取的的。电路中的物理量及参考方向电路中的物理量及参考方向 电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表示，简称电流。示，简称电流。大写大写 I 表示表示直流直流电流电流小写小写 i 表示电流的一般符号表示电流的一般符号电路分析基础电路分析基础 实际方向和参考方向的关系为：实际方向和参考方向的关系为：电流实际方向和参考方向相同，电流为正值，反电流实际方向和参考方向相同，电流为正值，反之取负值。之取负值。如图所示。如图所示。(a)I0(b)I0参考方向 U实际方向+-(B)U0，吸收，吸收10W功率，元件为负载。功率，元件为负载。(a)+U=5V I=2A(b)+U=5V I=-2A(c)+U=5V I=-2A例题的电路例题的电路电路分析基础电路分析基础（b b）关联方向，）关联方向，P=UI=5(2)=10W，P0，吸收，吸收10W功率，元件为负载。功率，元件为负载。所所以以用用功功率率的的正正负负可可以以判判断断元元件件的的性性质质（是是负负载或电源）。载或电源）。(b b)+U U=5V=5V I=-2A2A(c c)+U U=5V =5V I=-2A2A电路分析基础电路分析基础小结：小结：(1)电电压压和和电电流流的的参参考考方方向向是是任任意意假假定定的的。分分析析电电路路前前必必须须标明。标明。(2)参考方向一经假定，必须在图中相应位置标注参考方向一经假定，必须在图中相应位置标注(包括方向包括方向和和符号），符号），在计算过程中在计算过程中不得不得改变改变。参考方向不同时，其参考方向不同时，其表达式符号也不同，表达式符号也不同，但但实际方向不变实际方向不变。i+Ruu=Rii+Ruu=Ri电路分析基础电路分析基础(4)参考方向也称为假定方向、正方向，以后讨论均在参考参考方向也称为假定方向、正方向，以后讨论均在参考方向下进行，不考虑实际方向方向下进行，不考虑实际方向。(3)元元件件或或支支路路的的u，i 通通常常采采用用相相同同的的参参考考方方向向，以以减减少少公公式式中中负负号号，称称之之为为关关联联参参考考方方向向，如如图图（a）。反反之之，称为称为非关联参考方向非关联参考方向，如图（，如图（b）。）。图（图（a）关联参考方向关联参考方向 图（图（b）非关联参考方向非关联参考方向 i+Rui+Ru电路分析基础电路分析基础欧姆定律欧姆定律：I=E/（R0+R）U=RI=ER0I端电压端电压：电源的输出电压电源的输出电压。电源的外特性电源的外特性：电源的端电电源的端电压与电流的关系。压与电流的关系。0UIR0IE三、电路的工作状态三、电路的工作状态 电路分析基础电路分析基础 空载状态又称断路或开空载状态又称断路或开路状态路状态ABCDRr0EU1U2+_S 图图 电路的空载状态电路的空载状态1 空载状态空载状态+_电路分析基础电路分析基础（1）电路中电流为零，即电路中电流为零，即I=0。（2）电路端电压等于电源的电路端电压等于电源的电动势。此电压称空载或开路电动势。此电压称空载或开路电压，用电压，用UOC表示，即表示，即 U1=UOC=E-r0I=E（3）电源的输出功率电源的输出功率P1和负载吸收的功率和负载吸收的功率P2均为零。均为零。即：即：P1=U1I=0 P2=U2I=0ABCDRr0EU1U2+_S 图图 电路的空载状态电路的空载状态1 空载状态空载状态+_电路分析基础电路分析基础ABCDRr0EU1U2+_SISC+_电路的短路状态电路的短路状态 2 短路状态短路状态 （1 1）电路中的电流最大）电路中的电流最大,即：即：ISC=E/r0（2 2）电源和负载的端）电源和负载的端电压均为零，即：电压均为零，即：U1=0，U2=0电路分析基础电路分析基础（3）电源的对外输出功率）电源的对外输出功率P1和负载吸收功率和负载吸收功率P2均为均为零，即：零，即：P1=U1I1=0 P2=U2I2=0 这时电动势发出的功率为：这时电动势发出的功率为：PE=EISC=E2/r0=ISC2 r0全部消耗在电源内阻全部消耗在电源内阻r0上。上。电路分析基础电路分析基础3 负载状态负载状态P1=U1I=(E-r0I)I=EI-r0I2=U2I=P2(3)电源的输出功率为：电源的输出功率为：(2)电源的端电压为：电源的端电压为：U1=E-r0I=U2(1)电路中的电流为：电路中的电流为：I=E/(r0+R)负载状态是通路状态，开关负载状态是通路状态，开关S闭合闭合。此时电路具有。此时电路具有以下特征：以下特征：ABCDRr0EU1U2+_SI_+图图 电路的负载状态电路的负载状态电路分析基础电路分析基础练习题练习题1若电源的开路电压若电源的开路电压012，其短路电，其短路电流流S30，问该电源的电动势和内阻各为，问该电源的电动势和内阻各为多少？多少？2额定值为额定值为1W、100的碳膜电阻，在使用的碳膜电阻，在使用时电流和电压不得超过多大数值？时电流和电压不得超过多大数值？电路分析基础电路分析基础 基尔霍夫定律用来描述电路中各部分电基尔霍夫定律用来描述电路中各部分电压或者各部分电流间的关系，用以解决用欧压或者各部分电流间的关系，用以解决用欧姆定律和电阻串并联得不到结果的复杂电路姆定律和电阻串并联得不到结果的复杂电路问题；其中包括问题；其中包括基尔霍夫电流定律和基尔霍基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。夫电压定律。第二节第二节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路分析基础电路分析基础支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：结点：结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路：回路：回路：回路：由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。网孔：网孔：网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3baE2+-R2-R3R1E11 12 23 3电路分析基础电路分析基础例例例例1 1：支路：支路：支路：支路：abab、bcbc、caca、（共（共（共（共6 6条）条）条）条）回路：回路：回路：回路：abdaabda、abcaabca、adbca adbca （共（共（共（共7 7 个）个）个）个）结点结点结点结点：a a、b b、c c、d d (共共共共4 4个）个）个）个）网孔：网孔：网孔：网孔：abdabd、abc abc、bcdbcd （共（共（共（共3 3 个）个）个）个）a ad db bc cE E+GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I2 2I I4 4I IGGI I1 1I I3 3I I电路分析基础电路分析基础24a25 1、基尔霍夫电流定律（、基尔霍夫电流定律（KCL）电路分析基础电路分析基础例例 写出图所示电路所有节点的电流方程。写出图所示电路所有节点的电流方程。I1电路图电路图R1R2R3R4R5I3I5I4I2ABC解解:图中共有、三个节点，图中共有、三个节点，对于节点对于节点A有：有：I1 I2 I5=0 (1)对于节点对于节点B有：有：I3 I4 I5=0 (2)对于节点对于节点C有：有：I1 I2 I3 I4=0 (3)方方程程(1)和和(2)相相加加得得到到方方程程(3)，独独立立的的节节点点电电流流方方程程只只有有两两个个；即即如如果果电电路路中中有有个个节点，独立的节点电流方程有节点，独立的节点电流方程有个。个。电路分析基础电路分析基础基尔霍夫电流定律的推广应用基尔霍夫电流定律的推广应用RCICRBIBIEBCEUCC可将可将KCL推广到推广到电路中任何一个电路中任何一个假定的闭合面。假定的闭合面。广义结点广义结点IC+IB-IE0I=?I=02+_+_I5 1 1 5 6V12V电路分析基础电路分析基础 2 2、基尔霍夫电压定律、基尔霍夫电压定律(KVL)电路分析基础电路分析基础 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)基尔霍夫电压定律是确定电路回路内电压之间关基尔霍夫电压定律是确定电路回路内电压之间关系的一个定律：电路中的任一回路，在任一瞬间，系的一个定律：电路中的任一回路，在任一瞬间，沿任意循行方向循环一周，其电位升等于电位降。沿任意循行方向循环一周，其电位升等于电位降。或者电压的代数和为或者电压的代数和为 0 0。即：。即：或或:正负号确定正负号确定：沿循行方向，：沿循行方向，电位降为电位降为+，电位升为，电位升为 -；电路分析基础电路分析基础 取回路取回路DABCD、AGFBA 和和DAGFBCD 的绕行方向均按的绕行方向均按顺时针方向绕行，根据顺时针方向绕行，根据KVL定律列方程如下：定律列方程如下：对回路对回路DABCD有：有：123例例 利用基尔霍夫电压定律列出如图所示电路中所有利用基尔霍夫电压定律列出如图所示电路中所有回路的电压方程。回路的电压方程。R1R2R3E2E1AGDCBF例题的电路例题的电路解：解：设各支路的电流方向如图所示：设各支路的电流方向如图所示：IR-E1+IR=0电路分析基础电路分析基础回路回路DAGFBCD：以上三个以上三个KVL方程任意组合两个方程可方程任意组合两个方程可得出第三个方程，所以只有两个是独立方得出第三个方程，所以只有两个是独立方程。一般地，如果电路有程。一般地，如果电路有N个个网孔网孔，可列，可列出出N个独立的电压方程。个独立的电压方程。对回路对回路AGFBA有：有：R1R2R3E2E1123AGDCBF图图 例题的电路例题的电路I2R+E IR IREE1+IR 电路分析基础电路分析基础总结：总结：如果在电路中有如果在电路中有个节点，个节点，条支路，条支路，则独立的节点电流方程有：则独立的节点电流方程有：个；个；独立的回路电压方程有：独立的回路电压方程有：1个。个。基尔霍夫电压定律的推广应用基尔霍夫电压定律的推广应用E或或US+_R+_UabI 可将可将 KVL 推广应用推广应用于任何一个假想闭合的于任何一个假想闭合的一段电路一段电路 U RI+US或或 RIUUS 0电压电压与环行方向相同取与环行方向相同取+，相反取，相反取 -。电路分析基础电路分析基础电阻的串联和并联电阻的串联和并联一、电阻的串联一、电阻的串联特点：每个电阻通过的电流相等。特点：每个电阻通过的电流相等。n个电阻串联可等效为一个电阻个电阻串联可等效为一个电阻电路分析基础电路分析基础总电压：总电压：12+3 n分压公式分压公式应用：应用：分压器。分压器。所用电阻称为电位器。所用电阻称为电位器。电路分析基础电路分析基础二、电阻的并联二、电阻的并联特点：承受的电压相同。特点：承受的电压相同。n n个电阻并联可等效为一个电阻个电阻并联可等效为一个电阻分流公式分流公式总电流：总电流：II1I2+I3 In电路分析基础电路分析基础结论：结论：总电阻等于各电阻的倒数和的倒数；总电阻等于各电阻的倒数和的倒数；支路中电阻越大，分到的电流越小。应支路中电阻越大，分到的电流越小。应用在分流。用在分流。两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+电路分析基础电路分析基础1.3 1.3 支路电流法支路电流法 支路电流法是以支路电流为未知量，根据支路电流法是以支路电流为未知量，根据KCL、KVL定律列出独立的节点电流方程和回定律列出独立的节点电流方程和回路电压方程，从而求出各支路电流的方法。路电压方程，从而求出各支路电流的方法。分析步骤：分析步骤：（）（）用箭头标出所有的支路电流参用箭头标出所有的支路电流参考方向。考方向。（）（）根据基尔霍夫第一定律列出电流方根据基尔霍夫第一定律列出电流方程。程。n个节点列出个节点列出n个独立的电流方程。个独立的电流方程。（）（）选定绕行方向，基尔霍夫第二定律列出回选定绕行方向，基尔霍夫第二定律列出回路电压方程。一般尽量选取单孔回路。若有路电压方程。一般尽量选取单孔回路。若有b条支条支路，路，n个节点个节点,则有则有n个个KCL方程，方程，b-n+1个个KVL方程。方程。电路分析基础电路分析基础例例 如图所示，已知如图所示，已知R,24，R6，12，R6，求各支路电，求各支路电流。流。R1R2R3E2E1图例题的电路图例题的电路电路分析基础电路分析基础 解解1、在图中设各支路电流、在图中设各支路电流 I、I、I以及网孔以及网孔1、2的绕行方向；的绕行方向；2、根据、根据KCL、KVL定定律列出独立方程；即：律列出独立方程；即：1232AR1R2R3E2E1GDCBF图例题的电路图例题的电路I2R EIR IIIIRE1IR 、代入数据得：、代入数据得：III 6I 24 3I 6I2 12 6I3 1电路分析基础电路分析基础、得到结果：、得到结果：II2.5 A I.5 A.5 A 注意：注意：数值为正，说明参考方向与实际方向相同；数数值为正，说明参考方向与实际方向相同；数值为负，说明参考方向与实际方向相反。值为负，说明参考方向与实际方向相反。1 1、假定各支路的电流及参考方向，网孔绕行方向；、假定各支路的电流及参考方向，网孔绕行方向；2 2、根据、根据KCLKCL定律列出独立的节点电流方程；定律列出独立的节点电流方程；3 3、根据、根据KVLKVL定律列出独立的回路电压方程；定律列出独立的回路电压方程；4 4、解方程组求出各支路电流。、解方程组求出各支路电流。总结：总结：支路电流法的支路电流法的解题步骤如下：解题步骤如下：电路分析基础电路分析基础第四节第四节 叠加定理叠加定理在任何由线性电阻、线性受控源及独立源在任何由线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中，每一元件的电流或电压等于每组成的电路中，每一元件的电流或电压等于每一个独立源单独作用于电路时在该元件上所产一个独立源单独作用于电路时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。这就是生的电流或电压的代数和。这就是叠加定理叠加定理。说明说明：当某一独立源单独作用时，其他独立当某一独立源单独作用时，其他独立源置零源置零。电路分析基础电路分析基础例：例：求求 I解：应用叠加定理解：应用叠加定理R12AI R24VR1R22A22IR1R2I 4V电路分析基础电路分析基础应用范围：应用范围：（）只适用于线性电路。（）只适用于线性电路。（）不能计算功率。（）在交、直流（）不能计算功率。（）在交、直流混合在一起的电路中，使用叠加原理，分混合在一起的电路中，使用叠加原理，分别进行分析和计算，非常方便实用。别进行分析和计算，非常方便实用。注意注意:(1)单独作用：单独作用：保留一个独立源，将其余独保留一个独立源，将其余独立源置零。立源置零。电压源置零相当于短路电压源置零相当于短路；电流；电流源置零相当于开路。源置零相当于开路。(2)叠加时，各分电路中的电压和电流的叠加时，各分电路中的电压和电流的参考方向可以取为与原电路中的相同，参考方向可以取为与原电路中的相同，取取和时，应注意各分量前的和时，应注意各分量前的“+”“-”号。号。电路分析基础电路分析基础练习题：练习题：如图，分析电阻上的电流和电压如图，分析电阻上的电流和电压解：解：I=I+I I=Us1/(R1R2)I=Us2/(R1R2)I（Us1 Us2）/(R1R2)R1=R1 I=R1(I+I)=R1+R1=R1（Us1 Us2）/(R1R2)=+电路分析基础电路分析基础例例1 1用叠加原理求图用叠加原理求图R1支路中的电流支路中的电流I1，Us1=60V，Us2120V，R1=10，R2=20，R3。=+电路分析基础电路分析基础解解：Us2V，Us1单独作用单独作用，IUs1（R1R2R3）60/（102060）2.4AUs1V，Us2单独作用，IR3（R1R3）Us2（R2R1R3）3.6 AII+I1.2 A电路分析基础电路分析基础例2 电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知 E=E=10V10V、I IS S=1A=1A，R R1 1=1010 R R2 2=R=R3 3=5 5 ，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过 R R2 2的电流的电流的电流的电流 I I2 2和理想电流源和理想电流源和理想电流源和理想电流源 I IS S 两端的电压两端的电压两端的电压两端的电压 U US S。(b)(b)E E单独作用单独作用单独作用单独作用 将将将将 I IS S 断开断开断开断开(c)(c)I IS S单独作用单独作用单独作用单独作用 将将将将 E E 短接短接短接短接解：由图解：由图解：由图解：由图(b)(b)(a)(a)+E ER R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2+U US S+E ER R3 3R R2 2R R1 1I I2 2+U US S R R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2+U US S 电路分析基础电路分析基础 例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知 E=E=10V10V、I IS S=1A=1A，R R1 1=1010 R R2 2=R=R3 3=5 5 ，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过，试用叠加原理求流过 R R2 2的电流的电流的电流的电流 I I2 2 和理想电流源和理想电流源和理想电流源和理想电流源 I IS S 两端的电压两端的电压两端的电压两端的电压 U US S。(b)(b)E E单独作用单独作用单独作用单独作用(c)(c)I IS S单独作用单独作用单独作用单独作用(a)(a)+E ER R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2+U US S+E ER R3 3R R2 2R R1 1I I2 2+U US S R R3 3R R2 2R R1 1I IS SI I2 2+U US S 解：由图解：由图解：由图解：由图(c)(c)电路分析基础电路分析基础理想电压源的理想电压源的定义与特性定义与特性理想电压源理想电压源：电源的端电压是一个定值，电源的端电压是一个定值，它与电流的它与电流的大小无关。理想电压源的大小无关。理想电压源的电流由外电路所决定电流由外电路所决定。内阻等于零内阻等于零的电压源为理想电压源，理想电压源能在的电压源为理想电压源，理想电压源能在不管什么负载，不管负载大小，也不管负载是否在变不管什么负载，不管负载大小，也不管负载是否在变化，都能保持电压不变。化，都能保持电压不变。外特性如图外特性如图：理想的电压源，外特性曲线成水平直线，输出的电压理想的电压源，外特性曲线成水平直线，输出的电压均稳定保持恒值。均稳定保持恒值。第五节第五节 理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源电路分析基础电路分析基础两种特殊情况：两种特殊情况：开路：开路：电压仍存在。电压仍存在。短路：短路：不允许，此时不允许，此时s=0，与理想电压，与理想电压源的特性不相容。源的特性不相容。总结：总结：是干电池、发电机、蓄电池、低频信号发生是干电池、发电机、蓄电池、低频信号发生器、函数发生器等的模型。器、函数发生器等的模型。是一个理想化的有源二端元件。是一个理想化的有源二端元件。当负载变化时，其输入电压几乎保持不变。当负载变化时，其输入电压几乎保持不变。只有电压相等、极性一致的电压源才允许并联，只有电压相等、极性一致的电压源才允许并联，否则违背否则违背KVL定理。定理。电压源串联时，总电压为各个电压源电压之代电压源串联时，总电压为各个电压源电压之代数和数和。电路分析基础电路分析基础理想电流源的定义与特性理想电流源的定义与特性理想电流源理想电流源：电源的：电源的电流是一个定值电流是一个定值，内阻内阻为无限大的电流源为无限大的电流源为理想电流源为理想电流源.理想电流理想电流源能在上述条件下源能在上述条件下,都能保证输出电流恒定。都能保证输出电流恒定。理想的电流源的理想的电流源的外特性曲线外特性曲线成水平竖直直成水平竖直直线，输出的电流均稳定保持恒值线，输出的电流均稳定保持恒值。电压由外电压由外电路决定。电路决定。电路分析基础电路分析基础两种特殊情况：两种特殊情况：短路短路=s，=0。开路开路不允许，开路时不允许，开路时=0，与，与=s的特性冲突。的特性冲突。总结：总结：是光电池或电子设备的电路模型。是光电池或电子设备的电路模型。是理想化的有源二端元件。是理想化的有源二端元件。当负载变化时，其输出电流几乎保持当负载变化时，其输出电流几乎保持不变。不变。电流源并联时，总电流为各个电流源电流源并联时，总电流为各个电流源电流之代数和。电流之代数和。电路分析基础电路分析基础 实际使用的电源有电压源和电流源两种形式。实际使用的电源有电压源和电流源两种形式。下图表示一个电压源模型，下图表示一个电压源模型，是由是由一个理想电压源一个理想电压源E EO O（内（内阻阻r rO O为为零零的电压源称为理想电压源，其输出电压始终保的电压源称为理想电压源，其输出电压始终保持恒定）和一个内电阻持恒定）和一个内电阻r rO O串联的组合来代替。串联的组合来代替。I+-EObaUr0电压源模型电压源模型实际电压源实际电压源电路分析基础电路分析基础实际电源的电压源模型实际电源的电压源模型其端电压：其端电压：USo可见，随着可见，随着的的增加，端电压下降，内阻越大，下降越增加，端电压下降，内阻越大，下降越多多电路分析基础电路分析基础 下下图表示一个电流源模型。图表示一个电流源模型。是由一个理想电流源是由一个理想电流源I IS S（内阻（内阻r rs s为为无穷大无穷大的电流源称为理想电流源，其输的电流源称为理想电流源，其输出电流出电流始终保持恒定始终保持恒定）和一个内电阻和一个内电阻r r并联的组合来并联的组合来代替。代替。UISabI rs图图电流源模型电流源模型实际电流源实际电流源电路分析基础电路分析基础实际电源的电流源模型实际电源的电流源模型 其电流：其电流：IIsU/Ri可见，随着可见，随着的增加，的增加，电流电流下降，内阻越小，下降越多。下降，内阻越小，下降越多。当两种电源模型对当两种电源模型对外电路外电路有有相同的输出电压相同的输出电压和和电流电流时，两种电源是可以等效互换的。时，两种电源是可以等效互换的。电路分析基础电路分析基础对电压源模型有：对电压源模型有：EO rO I U （）（）（）（）对电流源模型有：对电流源模型有：IS I U /rs 或或 IS rs rs I U （）（）（）（）比较（）式和（）式可得电压源和电流源比较（）式和（）式可得电压源和电流源的等效变换式：的等效变换式：EO rSIS rO rsUISabI rsb 电流源模型电流源模型互换条件：互换条件：I=I U=Ua 电压源模型电压源模型I+-EObaUro图图电压源模型和电流源模型等效互换电压源模型和电流源模型等效互换等效变换：等效变换：电路分析基础电路分析基础等效变换的注意事项等效变换的注意事项:(1)(1)“等效等效”是指是指“对外对外”等效，对内不等效。等效，对内不等效。例如：例如：RL=时时:IsarsbUabI RLaE0+-bIUabrORLrO中不消耗能量中不消耗能量rs中则消耗能量中则消耗能量对内不等效对内不等效对外等效对外等效电路分析基础电路分析基础(2)(2)注意转换前后注意转换前后 E E0 0 与与 I Is s 的方向。即电流源流出电的方向。即电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应。流的一端与电压源的正极性端相对应。IsIsaE0+-bIrO图图 AarsbI图图 BE0+-bIrOa图图 CarsbI图图 D电路分析基础电路分析基础(3)(3)理想恒压源和理想恒压源和理想理想恒流源不能等效互换。恒流源不能等效互换。（不存在不存在）aE0+-bI图图 AabIUabIs图图 B电路分析基础电路分析基础rs 3IS 例例 作出如图所示电路的等效电源图作出如图所示电路的等效电源图 解：解：将其转换成电流源的电流为：将其转换成电流源的电流为：I IS SE EO O/r/rO O 电阻为：电阻为：r rs s 3 3 (4)进进行行电电路路计计算算时时，恒恒压压源源串串电电阻阻和和恒恒电电流流源源并并电电阻阻两两者者之之间间均均可可等等效效变变换换。RO和和 RO 不不一一定定是是电电源内阻。源内阻。rOEOV3图图例题电路的等效电源变换图例题电路的等效电源变换图电路分析基础电路分析基础 1)与恒压源并联的电阻，恒流源或除恒压源与恒压源并联的电阻，恒流源或除恒压源以外的任何支流，在作等效变换时不起作用，以外的任何支流，在作等效变换时不起作用，可以去掉。可以去掉。2)与恒流源串联的电阻，恒压源或任何部分与恒流源串联的电阻，恒压源或任何部分电路，在变换时不起任何作用，可以去掉。电路，在变换时不起任何作用，可以去掉。注意：注意：用电源等效变换法求解电路时，应至少保用电源等效变换法求解电路时，应至少保留一条支路始终不参与变换，作为外电路存在。留一条支路始终不参与变换，作为外电路存在。求出该支路电流后再放回原电路中求其他支路电求出该支路电流后再放回原电路中求其他支路电流流重要结论：重要结论：结论应用结论应用:作业作业1-18电路分析基础电路分析基础10A251410V+-I2电电阻与恒流源串阻与恒流源串联联不起作用，可除去（短路）；不起作用，可除去（短路）；5电电阻与恒阻与恒压压源并源并联联不起作用，可除去（断路不起作用，可除去（断路）。）。10A1410V+-I电路分析基础电路分析基础 例例 作出如图所示电路的等效电源图作出如图所示电路的等效电源图:解：解：变换过程如下图所示：变换过程如下图所示：32A6A6B B 两个电流源两个电流源24AC C 两个电流源合并为一个电流源两个电流源合并为一个电流源8V2D D 变换成为一个电压源变换成为一个电压源A A 两个电压源两个电压源 12V6318V 图图例题电路的等效电源变换图例题电路的等效电源变换图电路分析基础电路分析基础R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3例：例：求下图中的电流求下图中的电流I:解：解：变换过程为：变换过程为：电路分析基础电路分析基础IsR5R4IRI13R1R3IsR2R5R4I3I1IR=R1/R2/R3I13=I1+I3电路分析基础电路分析基础+ROEO+R4E4R5I-ISR5R4IRI13电路分析基础电路分析基础0 IR Rb ba ar+-C C 等效电源电路等效电源电路有源有源二端二端网络网络 N N IR Rb ba aB B 有源二端网络电路有源二端网络电路第六节第六节戴维宁定理（等效电压源定理）戴维宁定理（等效电压源定理）二端网络二端网络:有两个出线端的电路。有两个出线端的电路。有源二端网络有源二端网络:二端网二端网络中含电源时称为有源二端网络。络中含电源时称为有源二端网络。在复杂电路中，将待求支路从电路中取出，其余电路称在复杂电路中，将待求支路从电路中取出，其余电路称为有源二端网络，为有源二端网络，任何一个线性有源二端网络都可以用任何一个线性有源二端网络都可以用一个电压源来等效代替。这就是戴维一个电压源来等效代替。这就是戴维宁宁定理。定理。如图所示：如图所示：1R Ra aR R2R Rb bI IA A 有源复杂电路有源复杂电路图图 戴维戴维宁宁定理示例定理示例电路分析基础电路分析基础无源无源二端二端网络网络 N N b ba aabE E 等效电压源内电阻等效电压源内电阻等效电压源的等效电压源的电动势电动势等于有源二端网络的等于有源二端网络的开开路电压路电压U0，如图，如图D所示。所示。等效电压源的等效电压源的内阻内阻r0等于有源二端网络去掉电源等于有源二端网络去掉电源后（后（电压源短路，电流源开路电压源短路，电流源开路）所得无源二端网络）所得无源二端网络的的等效电阻等效电阻。（除源内阻）如图所示。（除源内阻）如图所示。图图 戴维戴维宁宁定理示例定理示例有源有源二端二端网络网络 N N b ba aU0 等效电压源电动势等效电压源电动势电路分析基础电路分析基础例例 用用戴维戴维宁宁定理求图中通过负载电阻的电流定理求图中通过负载电阻的电流I I。解：解：第一步：将待求支路取出，求第一步：将待求支路取出，求有源二端网络有源二端网络的开的开路电压路电压U0，如图，如图A A：有源二端网络内的电流为有源二端网络内的电流为:1R Ra aR R2R Rb bI I1 R R a aR R2 b bI IX X图 A电路分析基础电路分析基础第二步：将有源二端网络除源求输入电阻第二步：将有源二端网络除源求输入电阻 r0，如图，如图B B：等效电源的电动势即等效电源的电动势即a a、b b两端的开路电压：两端的开路电压：=U0=2+IX2 或或 =U0=1-IX1R Ra aR Rb b图 Br01 R R a aR R2 b bI IX XU U0 0电路分析基础电路分析基础根据全电路的欧姆定律得根据全电路的欧姆定律得通过负载通过负载R 的电流的电流I I 为：为：第三步：画出等效电路求负载电流第三步：画出等效电路求负载电流 I+_E0roRI等效电路等效电路电路分析基础电路分析基础已知：已知：R1=30 、R2=10 R3=20 、R4=40 R5=50、E=6V R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E解：解：等效电路为：等效电路为：有源二端有源二端网络网络例例:用用戴维戴维宁宁定理定理求图中通过负载求图中通过负载5 5的电流的电流I5 。电路分析基础电路分析基础 第一步：将待求支路取出，求有源二端网络的开第一步：将待求支路取出，求有源二端网络的开路电压路电压U U0 0。U0R1R3+_R2R4EABCD电路分析基础电路分析基础 第二步：将有源二端网络除源求输入电阻第二步：将有源二端网络除源求输入电阻 r0r0CR1R3R2R4ABD电路分析基础电路分析基础第三步：画出等效电路求未知电流第三步：画出等效电路求未知电流 I5时时+_E0roR5I5等效电路等效电路电路分析基础电路分析基础求：求：U=?2 2 10 5 4 AB2ARL+_6V_+17VCDEU例：例：用用戴维戴维宁宁定理求图中负载定理求图中负载L L两端的电压两端的电压U U。电路分析基础电路分析基础第一步：将待求支路取出，求开路电压第一步：将待求支路取出，求开路电压U0。_+2 2 10 AB+_6V17VCDEU02A5 电路分析基础电路分析基础第二步：将有源二端网络除源求输入电阻第二步：将有源二端网络除源求输入电阻 r0。r02 2 10 5 电阻电阻 r0=16 电路分析基础电路分析基础第三步：画出等效电路求解未知电压第三步：画出等效电路求解未知电压。+_E0r016 10V4 RL电路分析基础电路分析基础第一章 作业 1-2 1-9 1-12 1-15 1-17(选做选做)1-18电路分析基础电路分析基础此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢