电工技术第二章-电路的分析方法ppt课件.ppt
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1、 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 对于简单电路,通过电阻串、并联关系即可求解。如:对于简单电路,通过电阻串、并联关系即可求解。如:RR例例: :解:解:R= 43U1= 41 = 11V R2+R U2 = U1 = 3VR 2+RU = U2 = 1V2+11则则R = 1511+41V2 2 2 1 1 1 U2U1+U 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快
2、,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物问题:问题:支路电流的理论基础是什么?适用场合?支路电流的理论基础是什么?适用场合?电压源和电流源为什么能够等效变换?电压源和电流源为什么能够等效变换?弥尔曼定理可以从哪些方面推导得出?弥尔曼定理可以从哪些方面推导得出?叠加定理适用于什么场合?叠加定理适用于什么场合?戴维南定理与诺顿定理适用场合?戴维南定理与诺顿定理适用场合?非线性电路还可有哪些分析方法?有何用非线性电路还可有哪些分析方法?有何用途?途?1. 为什么要学习用为什么要学习用Multisim? 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一
3、个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 对于复杂电路(如下图)仅通过电阻串、并联无法解,必对于复杂电路(如下图)仅通过电阻串、并联无法解,必须经过一定的须经过一定的分析方法分析方法,才能算出结果。,才能算出结果。 E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_如:如:电工技术(电工学电工技术(电工学I I)第二章 电路的分析方法the method of analyzing circuit 江苏大学电气信息工程学院电气信息工程学院 School of electric and informationSchool of electric a
4、nd information,UJSUJS 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.3弥尔曼定理弥尔曼定理2.2 电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换 2.5戴维南定理戴维南定理 和诺顿定理和诺顿定理2.6含受控源电路的分析含受控源电路的分析2.7非线性电阻电路的分析方法非线性电阻电路的分析方法 内容内容 2.4 叠加原理叠加原理2.1 支路电流法支路电流法2.8直流电路的直流电路的Multisim分析分析 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法
5、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物结点电压方程的列写结点电压方程的列写支路电流法支路电流法应用最广最基本应用最广最基本 叠加原理的内容和使用叠加原理的内容和使用戴维南定理的内容和应用戴维南定理的内容和应用 重重点点 弥尔曼定理的内容及适用条件弥尔曼定理的内容及适用条件 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物未知数未知数:各支路电流:各支路电流解题思路:解题思路:
6、以支路电流为未知量,根据基尔霍夫定律,以支路电流为未知量,根据基尔霍夫定律, 列独立的结点电流和回路电压方程,列独立的结点电流和回路电压方程, 然后联立求解。然后联立求解。已知量已知量:激励和参数:激励和参数2.1 支路电流法支路电流法 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解题步骤:解题步骤:1. 1. 确定确定b个未知数:对个未知数:对每一支路假定其电流,并标注其参考方向每一支路假定其电流,并标注其参考方向0 I2. 确定结点数确定结点数n,根据,根据KCL
7、列写电流方程列写电流方程如图如图3个支路电流,个支路电流,3个未知数,需列个未知数,需列3个方程个方程如图如图n=2,=2,电流方程为:电流方程为:结点结点a:123III结点结点b:123III其实是其实是1 1个方程个方程推广到一般,推广到一般,n个结点只能列出个结点只能列出(n-1)个独立的电流方程)个独立的电流方程 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一般地:一般地:lb-(n1)0U3. 3. 根据根据KVLKVL列独立电压方程列独立电压方程本例需再
8、列本例需再列2 2个独立回路方程个独立回路方程独立回路:独立回路:每一个回路都有一个其他回路所不包含的新支路,每一个回路都有一个其他回路所不包含的新支路,如:回路如:回路I和回路和回路II和回路和回路III两两相互独立两两相互独立对网孔对网孔I I:对网孔对网孔IIII:I1 R1 +I3 R3E1=0I2 R2+ E2 I3 R304. 4. 联立电流电压方程联立电流电压方程 求解支路电流求解支路电流一般取一般取网孔网孔 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物
9、bcdE4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_123结点结点a:143III结点结点c:352III结点结点b:261III1. 1. 标注各支路电流标注各支路电流I I1-I6及其参考及其参考方向方向, ,如图如图求图示各支路电流求图示各支路电流2. 根据根据KCLKCL列写列写(4-1)(4-1)个独立的电流方程个独立的电流方程a3. 根据根据KVLKVL列写列写(6-3)(6-3)个独立的电压方程个独立的电压方程44455333#3: -0I REI RI RE225566# 2 : 0I RI RI R1166444#1:0I RI REI R4. 4. 联立联
10、立6 6个方程求解支路电流个方程求解支路电流 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例例0 :0 :0 :364542321SSIIIcIIIbIIIa电流方程:电流方程:电路中含有恒流源支路电路中含有恒流源支路33 SII共共6 6个支路,且已知一个支路电流:个支路,且已知一个支路电流:现现5 5个未知数,只需列个未知数,只需列5 5个独立的方程个独立的方程I3s12电压方程:取网孔电压方程:取网孔1 1和网孔和网孔2 21122551#1: 0I RI RI
11、 RE446655# 2 :0I RI RI R联立联立5 5个方程求解个方程求解dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1I3a 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物aI3dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1I3s12所选的回路必须所选的回路必须避开恒流源支路避开恒流源支路否则要增加方程数否则要增加方程数。但不能选取网孔但不能选取网孔3!?注意注意1.不能将不能将Ux视为视为0!32.对于含有恒流源支路的电路:对于含有恒流源支路的电路:支路
12、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支路电流法是电路分析中最基本最基本的方法,思路简单。的方法,思路简单。缺点:缺点:当当只求一个未知量而只求一个未知量而电路中支路数多时,引入方程的个电路中支路数多时,引入方程的个数较多,求解不方便。数较多,求解不方便。Ux 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物伏安特性伏安特性: :(外特性)(外特性)模型:模型:电动势电动势E串联内阻串联内阻RououUEIRU UI IRou+ +- -E E
13、工作分析工作分析RL L,即空载,即空载,I=0,U=ERLE伏安特性曲线伏安特性曲线:0RL,UIN,不允许不允许IUO 2.2电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换一、电压源:为外电路提供电压一、电压源:为外电路提供电压 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物E理想理想IE E+ +_ _UouUEIRRou越小越小,斜率越小斜率越小Rou= 0,特性曲线与横轴,特性曲线与横轴I平行平行此时的电压源即为此时的电压源即为理想电压源理想电压源 或或
14、恒压源恒压源,模型为:,模型为:实际电压源由实际电压源由恒压源与内阻串联而成恒压源与内阻串联而成I IUOUIRou+ +- -E 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物ISROiUISoiUIIR模型:模型:电激流电激流IS并联内阻并联内阻Roi伏安特性伏安特性(外特性)(外特性)工作分析工作分析RL0,短路,短路,IIS,U=0RL外特性曲线外特性曲线:RL,空载,空载,0RL, IUN不允许不允许UocUIO二、电流源:为外电路提供稳定电流二、电流源:为外
15、电路提供稳定电流 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物IsSoiUIIRRoi越大越大,曲线越陡曲线越陡Roi= ,特性曲线与纵轴平行,特性曲线与纵轴平行此时的电流源为此时的电流源为理想电流源理想电流源 或或恒流源恒流源,模型为:,模型为:实际电流源由实际电流源由恒流源与内阻并联而成恒流源与内阻并联而成理想理想UIOabIUabIsISROiUI 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?
16、但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物伏安特性伏安特性E IR实实际际电电源源U+_I(A)U(V)0 IS电压源模型电压源模型IRou+-EUUISI Roi电流源模型电流源模型电压源与电流源是实际电源的两种模型,可以等效互换电压源与电流源是实际电源的两种模型,可以等效互换 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物等效互换的等效互换的条件条件:对外的电压电流相等。:对外的电压电流相等。I = I Uab = Uab即:即:IRou+ +- -
17、EbaUabISabUab I Roi等效等效含义含义:变换前后,(外电路)负载特性不变:变换前后,(外电路)负载特性不变 特性特性:电压、电流大小、方向及功率:电压、电流大小、方向及功率三、电压源与电流源的等效互换三、电压源与电流源的等效互换 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物等效等效互换互换公式公式abouUEIRIRou+ +- -EbaUababsoisoioiUIIRIRI RISabUabIRoiI = I Uab = Uab且方向不变且方向不变
18、若若则则soiEIRouoiRR且极性保持一致且极性保持一致 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物souoiouEIRRRsoiouoiEIRRR电流源电流源UabROiIsabI 注意注意极性一致!极性一致!aE+-bIUabRou电压源电压源电流源的电流源的箭头箭头指向指向源电压的源电压的正极性正极性端端 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:
19、表里边有一个活的生物a10V+-bI5 12V+-bI3 a2Aa5 bIa4A3 bI例例熟悉互换公式及极性一致熟悉互换公式及极性一致 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物“等效等效”是指是指“对外电路对外电路”等效,等效,电源内部不等效电源内部不等效IsaRoibUabI RLaE+-bIUabRouRLRou中不消耗能量中不消耗能量Roi中则消耗能量中则消耗能量0IIEUUabab对内不等效对内不等效对外电路等效对外电路等效时时例如:例如:LR ! 江苏
20、大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物恒压源和恒流源不能等效变换恒压源和恒流源不能等效变换abIUabIsaE+-bI0EREIoS不存在无穷大的电源不存在无穷大的电源!或或 E=ISRO=IS= 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物10V+-2 IUIs2 IU与恒压源并联的元件对外电路而言可作开路处理与恒压源并联的元件对外电路而
21、言可作开路处理与恒流源串联的元件对外电路而言可作短路处理与恒流源串联的元件对外电路而言可作短路处理但会但会影响电源内部影响电源内部的电压或电流的值的电压或电流的值电阻电阻R的存在与否不影响外电路(的存在与否不影响外电路( 2 支路)的电流和电压的支路)的电流和电压的值值I=10/2=5AU=10VI=ISU=IS2RR 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物电源等效变换的应用电源等效变换的应用化简电路化简电路12V6V3 6 ba+_+_ba2A3 +_ba4A
22、 2 +_2A+2A=4A3 /6 =2 6/3=2A12/6=2A6 2A+_ 多电源并联多电源并联8V2 +_ba6V3 +_ 多电源串联多电源串联ba2V1 +_ba+_2 2A1 8V 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(a)(c)(b)(d)电源等效变换的应用电源等效变换的应用化简电路化简电路 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里
23、边有一个活的生物利用电源等效互换方法求图中电流利用电源等效互换方法求图中电流I I。电源等效变换的应用电源等效变换的应用分析计算分析计算12V6V3 6 + + 1 2A1 I2 2V8V2 2 + +2 II = 1AUsRS+ 2A3 2A6 + + 2 2V2 +4A2 + 2 2V2 +2 I 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物注意保留被注意保留被求支路求支路10V+-2A2 I讨论题讨论题?IA32410A72210A5210III哪哪个个答答案案
24、对对+-10V+-4V2 3A 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3注意保留被注意保留被求支路求支路 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3+RdEd+R4E4R5I-454
25、RRREEIdd 江苏大学电工电子教研室电路的分析方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物如图如图C C为参考结点,为参考结点,A A、B B为独立结点,则为独立结点,则“UA A”“”“UB”为为A A、B B结点电结点电压压R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I3I4I5C结点电压的概念结点电压的概念任选电路中某一结点为零电位参考点任选电路中某一结点为零电位参考点( (用用 表示表示) )其它各结点称为独立结点;结点电压指独立结点对参考点的电压其它各结点称为独立结点;结点电压指独立
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