电工学二电路的分析方法.ppt

关于电工学二电路的分析方法（2-1）现在学习的是第1页，共42页（2-2）第二章第二章 电路的分析方法电路的分析方法2.1 基本分析方法基本分析方法 2.1.1 支路电流法支路电流法 2.1.2 节点电位法节点电位法2.2 基本定理基本定理 2.2.1 迭加定理迭加定理 2.2.2 等效电源定理等效电源定理2.3 受控源电路的分析受控源电路的分析2.4 非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析现在学习的是第2页，共42页（2-3）对于简单电路，通过串、并联关系即可对于简单电路，通过串、并联关系即可求解。如：求解。如：E+-2RE+-R2RRR2R2R2R现在学习的是第3页，共42页（2-4）对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，必须经过一定的解题方法，才能算出结果。必须经过一定的解题方法，才能算出结果。如：如：E4-I4+_E3+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I3现在学习的是第4页，共42页（2-5）未知数：未知数：各支路电流。各支路电流。解题思路：解题思路：根据克氏定律，列节点电流和回路电根据克氏定律，列节点电流和回路电压方程，然后联立求解。压方程，然后联立求解。2.1.1 支路电流法支路电流法2.1 基本分析方法基本分析方法现在学习的是第5页，共42页（2-6）解题步骤：解题步骤：1.对每一支路假设一未对每一支路假设一未 知电流知电流（I1-I6）4.解联立方程组解联立方程组对每个节点有对每个节点有2.列电流方程列电流方程对每个回路有对每个回路有3.列电压方程列电压方程例例1节点数节点数 N=4支路数支路数 B=6I2I3E4E3-+R3R6R4R5R1R2I5I6I1I4+_现在学习的是第6页，共42页（2-7）节点节点a：列电流方程列电流方程节点节点c：节点节点b：节点节点d：bacd（取其中三个方程）（取其中三个方程）E4-I4+_E3+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I3节点数节点数 N=4支路数支路数 B=6现在学习的是第7页，共42页（2-8）列电压方程列电压方程电压、电流方程联立求得：电压、电流方程联立求得：bacdE4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_现在学习的是第8页，共42页（2-9）支路电流法小结支路电流法小结解题步骤解题步骤结论与引申结论与引申2.列电流方程。列电流方程。对每个节点有对每个节点有1.对每一支路假设对每一支路假设一未知电流。一未知电流。4.解联立方程组解联立方程组。对每个回路有对每个回路有3.列电压方程：列电压方程：(N-1)I1I2I31.假设未知数时，正方向可任意选择。假设未知数时，正方向可任意选择。1.未知数未知数=B，#1#2#3根据未知数的正负决定电流的实际方向。根据未知数的正负决定电流的实际方向。2.原则上，有原则上，有B个支路就设个支路就设B个未知数。个未知数。（恒流源支路除外）（恒流源支路除外）若电路有若电路有N个节点，个节点，则可以列出则可以列出 节点方程。节点方程。2.独立回路的选择：独立回路的选择：已有已有(N-1)个节点方程，个节点方程，需补足需补足 B-（N-1）个方程。个方程。一般按网孔选择一般按网孔选择现在学习的是第9页，共42页（2-10 支路电流法的优缺点支路电流法的优缺点优点：优点：支路电流法是电路分析中最基本的支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据克氏定律、欧方法之一。只要根据克氏定律、欧 姆定律列方程，就能得出结果。姆定律列方程，就能得出结果。缺点：缺点：电路中支路数多时，所需方程的个电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。数较多，求解不方便。支路数支路数 B=4须列须列4个方程式个方程式ab现在学习的是第10页，共42页（2-11 电位的特点：电位的特点：电位值是相对的，参考点选得不电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改同，电路中其它各点的电位也将随之改变；变；电压的特点：电压的特点：电路中两点间的电压值是固定的，电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。不会因参考点的不同而改变。注意：注意：电位和电压的区别。电位和电压的区别。现在学习的是第11页，共42页（2-12 电位在电路中的表示法电位在电路中的表示法E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2现在学习的是第12页，共42页（2-13 R1R2+15V-15V 参考电位在哪里参考电位在哪里？R1R215V+-15V+-现在学习的是第13页，共42页（2-14 2.2 基本定理基本定理2.2.2 等效电源定理等效电源定理 (一一)戴维南定理戴维南定理 (二二)诺顿定理诺顿定理2.2.1 迭加定理迭加定理现在学习的是第14页，共42页（2-15 2.2.1 迭加定理迭加定理在多个电源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路(电路参数不随电路参数不随电压、电流的变化而改变电压、电流的变化而改变)中，任何支路的电流或任中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。的代数和。+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原电路原电路I2R1I1R2ABE2I3R3+_E2单独作用单独作用概念概念:+_AE1BI2R1I1R2I3R3E1单独作用单独作用现在学习的是第15页，共42页（2-16 证明证明：BR1E1R2AE2I3R3+_+_（以（以I3为例）为例）I2I1AI2I1+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_E1+B_R1R2I3R3R1R2ABE2I3R3+_令：令：现在学习的是第16页，共42页（2-17 令：令：ABR1E1R2E2I3R3+_+_其中其中:I3I3现在学习的是第17页，共42页（2-18 例例+-10 I4A20V10 10 迭加原理用求：迭加原理用求：I=?I=2AI=-1AI=I+I=1A+10 I4A10 10+-10 I 20V10 10 解：解：现在学习的是第18页，共42页（2-19 应用迭加定理要注意的问题应用迭加定理要注意的问题1.迭加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、迭加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。2.迭加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。迭加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+现在学习的是第19页，共42页（2-20 4.迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率。如：求功率。如：5.运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。设：设：则：则：I3R3=+现在学习的是第20页，共42页（2-21 名词解释名词解释：无源二端网络：无源二端网络：二端网络中没有电源二端网络中没有电源有源二端网络：有源二端网络：二端网络中含有电源二端网络中含有电源2.2.2 等效电源定理等效电源定理 二端网络：二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联，则该电路称为相联，则该电路称为“二端网络二端网络”。（Two-terminals=One port）ABAB现在学习的是第21页，共42页（2-22 等效电源定理的概念等效电源定理的概念有源二端网络用电源模型替代，便为等效电源有源二端网络用电源模型替代，便为等效电源定理。定理。有源二端网络用电压源模型替代有源二端网络用电压源模型替代 戴维南定理戴维南定理有源二端网络用电流源模型替代有源二端网络用电流源模型替代 诺顿定理诺顿定理现在学习的是第22页，共42页（2-23(一一)戴维南定理戴维南定理有源有源二端网络二端网络REdRd+_R注意：注意：“等效等效”是指对端口外等效。是指对端口外等效。概念概念：有源二端网络用电压源模型等效。有源二端网络用电压源模型等效。现在学习的是第23页，共42页（2-24 等效电压源的内阻等于有源等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络二端网络相应无源二端网络的输入电阻。（有源网络变的输入电阻。（有源网络变无源网络的原则是：电压源无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）短路，电流源断路）等效电压源的电动势等效电压源的电动势（Ed）等于有源二端）等于有源二端网络的开端电压；网络的开端电压；有源有源二端网络二端网络R有源有源二端网络二端网络AB相应的相应的无源无源二端网络二端网络ABABEdRd+_RAB现在学习的是第24页，共42页（2-25 戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之一）（之一）已知：已知：R1=20 、R2=30 R3=30 、R4=20 E=10V求：当求：当 R5=10 时，时，I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效电路等效电路有源二端有源二端网络网络现在学习的是第25页，共42页（2-26 第一步：求开端电压第一步：求开端电压Ux第二步：求输入电阻第二步：求输入电阻 RdUxR1R3+_R2R4EABCDCRdR1R3R2R4ABD现在学习的是第26页，共42页（2-27+_EdRdR5I5等效电路等效电路R5I5R1R3+_R2R4E现在学习的是第27页，共42页（2-28 第三步：求未知电流第三步：求未知电流 I5+_EdRdR5I5Ed=UX=2VRd=24 时时现在学习的是第28页，共42页（2-29 戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之二）（之二）求：求：U=?4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU现在学习的是第29页，共42页（2-30 第一步：求开端电压第一步：求开端电压Ux。_+4 4 50 AB+_8V10VCDEUx1A5 此值是所求此值是所求结果吗？结果吗？现在学习的是第30页，共42页（2-31 第二步：第二步：求输入电阻求输入电阻 Rd。Rd4 4 50 5 AB1A+_8V_+10VCDEUx4 4 50 5 现在学习的是第31页，共42页（2-32+_EdRd57 9V33 等效电路等效电路4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V+10VCDEU现在学习的是第32页，共42页（2-33 第三步：求解未知电压第三步：求解未知电压。+_EdRd57 9V33 现在学习的是第33页，共42页（2-34 戴维南定理的证明戴维南定理的证明有源有源二端网络二端网络IUxRLE1=+有源有源二端网络二端网络IUx+_RL+E2IRL无源无源二端网络二端网络(Rd)_+I_E1E2有源有源二端网络二端网络Ux+RL现在学习的是第34页，共42页（2-35 E+有源有源二端网络二端网络IUx+_RL+E2IRL无源无源二端网络二端网络(Rd)_现在学习的是第35页，共42页（2-36(三三)等效电源定理中等效电阻的求解方法等效电源定理中等效电阻的求解方法求简单二端网络的等效内阻时，用串、求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法即可求出。如前例：并联的方法即可求出。如前例：CRdR1R3R2R4ABD现在学习的是第36页，共42页（2-37 串串/并联方法并联方法?不能用简单不能用简单 串串/并联并联方法求解，方法求解，怎么办？怎么办？求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不行。如下图：法则不行。如下图：ARdCR1R3R2R4BDR0现在学习的是第37页，共42页（2-38 方法一：方法一：开路、短路法。开路、短路法。求求 开端电压开端电压 Ux 与与 短路电流短路电流 Id有源有源网络网络UX有源有源网络网络Id+-ROEId=EROUX=E+-ROE等效等效内内 阻阻UXEId=ERO=RO=Rd例例现在学习的是第38页，共42页（2-39 加负载电阻加负载电阻 RL测负载电压测负载电压 UL方法二：方法二：负载电阻法负载电阻法RLUL有源有源网络网络UX有源有源网络网络测开路电压测开路电压 UX现在学习的是第39页，共42页（2-40 方法三：方法三：加压求流法加压求流法无源无源网络网络IU有源有源网络网络则则：求电流求电流 I步骤：步骤：有源网络有源网络无源网络无源网络外加电压外加电压 U现在学习的是第40页，共42页（2-41 UIR1R2Rd+-R1R2+-E1E2加压加压求流求流加压求流法举例加压求流法举例现在学习的是第41页，共42页2023/4/3感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第42页，共42页