第2章直流电路及基本分析方法PPT讲稿.ppt

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1、第2章直流电路及基本分析方法第1页，共120页，编辑于2022年，星期一本章要点本章要点 等效变换的概念等效变换的概念 运用等效变换进行电路分析运用等效变换进行电路分析 复杂电路的一般分析方法复杂电路的一般分析方法 线性网络的基本定理。线性网络的基本定理。第2页，共120页，编辑于2022年，星期一章章 节节 内内 容容2.1 2.1 电阻电路的等效变换分析法电阻电路的等效变换分析法2.2 2.2 复杂电路的一般分析法复杂电路的一般分析法2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 支路电流法支路电流法支路电流法支路电流法2.2.2 2.2.2 2.2.2 2.2.2 网孔电流法网孔电流法网

2、孔电流法网孔电流法2.2.3 2.2.3 2.2.3 2.2.3 节点电压法节点电压法节点电压法节点电压法 2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 电阻串联、并联及混联的等效变换电阻串联、并联及混联的等效变换电阻串联、并联及混联的等效变换电阻串联、并联及混联的等效变换2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 电阻星形连接与三角形连接及其等效变换电阻星形连接与三角形连接及其等效变换电阻星形连接与三角形连接及其等效变换电阻星形连接与三角形连接及其等效变换2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换含独立电源网

3、络的等效变换 第3页，共120页，编辑于2022年，星期一章章 节节 内内 容容2.3 2.3 线性电路的几个基本定理线性电路的几个基本定理2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 叠加定理叠加定理叠加定理叠加定理2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 替代定理替代定理替代定理替代定理2.3.3 2.3.3 2.3.3 2.3.3 戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理 2.3.4 2.3.4 2.3.4 2.3.4 诺顿定理诺顿定理诺顿定理诺顿定理2.3.5 2.3.5 2.3.5 2.3.5 最大功率传输定理最大功率传输定理最大功率传输定理最大功率传输定理 2.4 2.4

4、Multisim直流电路分析直流电路分析第4页，共120页，编辑于2022年，星期一由独立源、受控源和电阻构成的电路称为由独立源、受控源和电阻构成的电路称为由独立源、受控源和电阻构成的电路称为由独立源、受控源和电阻构成的电路称为电阻电阻电阻电阻电路电路电路电路，电路中的电源可以是直流的也可以是交流的，电路中的电源可以是直流的也可以是交流的，电路中的电源可以是直流的也可以是交流的，电路中的电源可以是直流的也可以是交流的，若所有的独立电源都是直流电源时，则这类电路称若所有的独立电源都是直流电源时，则这类电路称若所有的独立电源都是直流电源时，则这类电路称若所有的独立电源都是直流电源时，则这类电路称为

5、为为为直流电路直流电路直流电路直流电路。本章主要介绍等效的概念以及等效变。本章主要介绍等效的概念以及等效变。本章主要介绍等效的概念以及等效变。本章主要介绍等效的概念以及等效变换在电阻电路中的应用，复杂电路的一般分析方换在电阻电路中的应用，复杂电路的一般分析方换在电阻电路中的应用，复杂电路的一般分析方换在电阻电路中的应用，复杂电路的一般分析方法以及线性网络的基本定理。法以及线性网络的基本定理。法以及线性网络的基本定理。法以及线性网络的基本定理。第5页，共120页，编辑于2022年，星期一等效变换的分析方法是电路分析中常用且简便的一等效变换的分析方法是电路分析中常用且简便的一等效变换的分析方法是电

6、路分析中常用且简便的一等效变换的分析方法是电路分析中常用且简便的一种分析方法，通过一次或多次使用等效的概念，将结构种分析方法，通过一次或多次使用等效的概念，将结构种分析方法，通过一次或多次使用等效的概念，将结构种分析方法，通过一次或多次使用等效的概念，将结构比较复杂的电路转换为结构简单的电路，用来分析电路，比较复杂的电路转换为结构简单的电路，用来分析电路，比较复杂的电路转换为结构简单的电路，用来分析电路，比较复杂的电路转换为结构简单的电路，用来分析电路，可以方便地求出电流、电压或功率等需要的结果。可以方便地求出电流、电压或功率等需要的结果。可以方便地求出电流、电压或功率等需要的结果。可以方便地

7、求出电流、电压或功率等需要的结果。2.1 电阻电路的等效变换分析法电阻电路的等效变换分析法第6页，共120页，编辑于2022年，星期一 电路的等效变换就是把电路的一部分用结构不同电路的等效变换就是把电路的一部分用结构不同电路的等效变换就是把电路的一部分用结构不同电路的等效变换就是把电路的一部分用结构不同但端子数和端子上电压、电流关系完全相同的另一部但端子数和端子上电压、电流关系完全相同的另一部但端子数和端子上电压、电流关系完全相同的另一部但端子数和端子上电压、电流关系完全相同的另一部分电路代替。因为代替部分电路与被代替部分电路的分电路代替。因为代替部分电路与被代替部分电路的分电路代替。因为代替

8、部分电路与被代替部分电路的分电路代替。因为代替部分电路与被代替部分电路的电压、电流关系相同，对电路没有变换的部分电压、电流关系相同，对电路没有变换的部分电压、电流关系相同，对电路没有变换的部分电压、电流关系相同，对电路没有变换的部分(外接电外接电外接电外接电路，简称外电路路，简称外电路路，简称外电路路，简称外电路)来说，它们具有完全相同的影响，没来说，它们具有完全相同的影响，没来说，它们具有完全相同的影响，没来说，它们具有完全相同的影响，没有丝毫区别，这两部分电路互称为有丝毫区别，这两部分电路互称为有丝毫区别，这两部分电路互称为有丝毫区别，这两部分电路互称为等效电路等效电路等效电路等效电路。第

9、7页，共120页，编辑于2022年，星期一 如果二端网络如果二端网络如果二端网络如果二端网络N N1 1和和和和N N2 2等效，则当给它们的等效，则当给它们的等效，则当给它们的等效，则当给它们的端子上连相同的外电路端子上连相同的外电路端子上连相同的外电路端子上连相同的外电路时，外电路上的电特性时，外电路上的电特性时，外电路上的电特性时，外电路上的电特性完全相同。完全相同。完全相同。完全相同。注意：注意：互为等效的两个电路其互为等效的两个电路其互为等效的两个电路其互为等效的两个电路其“等效等效等效等效”只意味着只意味着只意味着只意味着对外电路等效，也就是对外电路等效，也就是对外电路等效，也就是

10、对外电路等效，也就是对端口等效对端口等效对端口等效对端口等效，但已被等效代，但已被等效代，但已被等效代，但已被等效代换后的那部分和原电路的工作状况一般是不相同换后的那部分和原电路的工作状况一般是不相同换后的那部分和原电路的工作状况一般是不相同换后的那部分和原电路的工作状况一般是不相同的，即的，即的，即的，即对内部并不等效。对内部并不等效。对内部并不等效。对内部并不等效。第8页，共120页，编辑于2022年，星期一1电阻的串联电阻的串联n个电阻依次首尾相接，中间没有分支，当接通电个电阻依次首尾相接，中间没有分支，当接通电源后，每个电阻上通过的是同一个电流，这种连接方源后，每个电阻上通过的是同一个

11、电流，这种连接方式称为电阻的串联。如图式称为电阻的串联。如图2.2(a)所示。所示。图图图图2.22.22.1.12.1.1电阻串联、并联及混联的等效变换电阻串联、并联及混联的等效变换电阻串联、并联及混联的等效变换电阻串联、并联及混联的等效变换第9页，共120页，编辑于2022年，星期一由基尔霍夫电压定律及欧姆定律，得由基尔霍夫电压定律及欧姆定律，得由基尔霍夫电压定律及欧姆定律，得由基尔霍夫电压定律及欧姆定律，得 (2.1)(2.1)对图对图对图对图2.2(b)2.2(b)根据欧姆定律可得其根据欧姆定律可得其根据欧姆定律可得其根据欧姆定律可得其VCRVCR(2.2)(2.2)若图若图若图若图2

12、.2(b)2.2(b)是图是图是图是图2.2(a)2.2(a)的等效电路，则有的等效电路，则有的等效电路，则有的等效电路，则有 (2.3)(2.3)第10页，共120页，编辑于2022年，星期一式式式式(2.3)(2.3)表明，对于对外端子上的电压和电流而言，表明，对于对外端子上的电压和电流而言，表明，对于对外端子上的电压和电流而言，表明，对于对外端子上的电压和电流而言，由由由由R R1 1，R R2 2这这这这2 2个电阻相串联的支路可以用一个电阻个电阻相串联的支路可以用一个电阻个电阻相串联的支路可以用一个电阻个电阻相串联的支路可以用一个电阻R Reqeq来来来来替代。替代。替代。替代。显然

13、图显然图显然图显然图2.2(a)2.2(a)和和和和(b)(b)在对外端子上有相同的伏安关系，在对外端子上有相同的伏安关系，在对外端子上有相同的伏安关系，在对外端子上有相同的伏安关系，因此称图因此称图因此称图因此称图(b)(b)为图为图为图为图(a)(a)的等效电路，它们可互为等效替换，的等效电路，它们可互为等效替换，的等效电路，它们可互为等效替换，的等效电路，它们可互为等效替换，并称并称并称并称R Reqeq为为为为R R1 1，R R2 2这这这这2 2个电阻相串联以后的等效电阻。个电阻相串联以后的等效电阻。个电阻相串联以后的等效电阻。个电阻相串联以后的等效电阻。第11页，共120页，编辑

14、于2022年，星期一n n个电阻串联时，计算等效电阻的一般公式为个电阻串联时，计算等效电阻的一般公式为个电阻串联时，计算等效电阻的一般公式为个电阻串联时，计算等效电阻的一般公式为R Req=eq=R R1 1+R R2 2+R Rn n=，即，即，即，即 n n个电阻串联时的电阻个电阻串联时的电阻个电阻串联时的电阻个电阻串联时的电阻等于这等于这等于这等于这n n个串联电阻之和。个串联电阻之和。个串联电阻之和。个串联电阻之和。电阻串联时具有分压关系，任一电阻的电压电阻串联时具有分压关系，任一电阻的电压电阻串联时具有分压关系，任一电阻的电压电阻串联时具有分压关系，任一电阻的电压第12页，共120页

15、，编辑于2022年，星期一R R1 1与与与与R R2 2上的电压上的电压上的电压上的电压U U1 1与与与与U U2 2分别为分别为分别为分别为 (2.4)(2.4)(2.5)(2.5)串联电阻上的电压与各电阻的阻值成正比，电阻越大，串联电阻上的电压与各电阻的阻值成正比，电阻越大，串联电阻上的电压与各电阻的阻值成正比，电阻越大，串联电阻上的电压与各电阻的阻值成正比，电阻越大，其分配的电压越大。其分配的电压越大。其分配的电压越大。其分配的电压越大。第13页，共120页，编辑于2022年，星期一将式将式将式将式(2.3)(2.3)两边同乘两边同乘两边同乘两边同乘I I2 2，得，得，得，得 即即

16、即即P=P=P P1 1+P P2 2且且且且(2.6)(2.6)电阻串联电路消耗的总功率等于相串联各电阻消耗电阻串联电路消耗的总功率等于相串联各电阻消耗电阻串联电路消耗的总功率等于相串联各电阻消耗电阻串联电路消耗的总功率等于相串联各电阻消耗功率之和，电阻越大，其消耗的功率越大。功率之和，电阻越大，其消耗的功率越大。功率之和，电阻越大，其消耗的功率越大。功率之和，电阻越大，其消耗的功率越大。利用串联电阻的分压特性可以设计制作直流电压表利用串联电阻的分压特性可以设计制作直流电压表利用串联电阻的分压特性可以设计制作直流电压表利用串联电阻的分压特性可以设计制作直流电压表和分压器。和分压器。和分压器。

17、和分压器。第14页，共120页，编辑于2022年，星期一 2.1 2.1图图图图2.32.3所示为一个分压电路，已知所示为一个分压电路，已知所示为一个分压电路，已知所示为一个分压电路，已知R RWW是是是是1k 1k 电位器，电位器，电位器，电位器，且且且且R R1 1=R R2 2=500=500 ，U U1 1=20 V=20 V。试求输出电压。试求输出电压。试求输出电压。试求输出电压U U2 2的数值范围。的数值范围。的数值范围。的数值范围。图图图图2.32.3当电位器的滑动触头移至当电位器的滑动触头移至b端时，输出电压端时，输出电压U2为为例解第15页，共120页，编辑于2022年，星

18、期一 2.1 2.1图图图图2.32.3所示为一个分压电路，已知所示为一个分压电路，已知所示为一个分压电路，已知所示为一个分压电路，已知R RWW是是是是1k 1k 电位电位电位电位器，且器，且器，且器，且R R1 1=R R2 2=500=500 ，U U1 1=20 V=20 V。试求输出电压。试求输出电压。试求输出电压。试求输出电压U U2 2的数值范围。的数值范围。的数值范围。的数值范围。图图图图2.32.3当电位器的滑动触头移至当电位器的滑动触头移至a端时，输出电压端时，输出电压U2为为输出电压输出电压输出电压输出电压U U2 2在在在在5 515 V15 V范围变化范围变化范围变化

19、范围变化例解第16页，共120页，编辑于2022年，星期一2电阻的并联电阻的并联将将n个电阻的首端、尾端分别连在一起，当接通电源个电阻的首端、尾端分别连在一起，当接通电源后，每个电阻的端电压均相同，这种连接方式称为电阻后，每个电阻的端电压均相同，这种连接方式称为电阻的并联。如图的并联。如图2.4(a)所示。所示。图图图图2.42.4第17页，共120页，编辑于2022年，星期一由欧姆定律及基尔霍夫电流定律，得由欧姆定律及基尔霍夫电流定律，得由欧姆定律及基尔霍夫电流定律，得由欧姆定律及基尔霍夫电流定律，得 (2.7)(2.7)对图对图对图对图2.4(b)2.4(b)根据欧姆定律可得其根据欧姆定律

20、可得其根据欧姆定律可得其根据欧姆定律可得其VCRVCR(2.8)(2.8)若图若图若图若图2.4(b)2.4(b)是图是图是图是图2.4(a)2.4(a)的等效电路，则有的等效电路，则有的等效电路，则有的等效电路，则有 (2.9)(2.9)第18页，共120页，编辑于2022年，星期一n n个电阻并联时，计算等效电阻的一般公式为个电阻并联时，计算等效电阻的一般公式为个电阻并联时，计算等效电阻的一般公式为个电阻并联时，计算等效电阻的一般公式为 电阻并联有分流关系电阻并联有分流关系电阻并联有分流关系电阻并联有分流关系 ，流过任一电阻的电流为，流过任一电阻的电流为，流过任一电阻的电流为，流过任一电阻

21、的电流为第19页，共120页，编辑于2022年，星期一R R1 1与与与与R R2 2上的电流上的电流上的电流上的电流I I1 1与与与与I I2 2分别为分别为分别为分别为 (2.11(2.11)(2.12(2.12)流过并联电阻的电流与各电阻的阻值成反比，电阻越大，流过并联电阻的电流与各电阻的阻值成反比，电阻越大，流过并联电阻的电流与各电阻的阻值成反比，电阻越大，流过并联电阻的电流与各电阻的阻值成反比，电阻越大，其流过的电流越小。其流过的电流越小。其流过的电流越小。其流过的电流越小。第20页，共120页，编辑于2022年，星期一将式将式将式将式(2.9)(2.9)两边同乘两边同乘两边同乘两

22、边同乘U U2 2，得，得，得，得 即即即即P=P=P P1 1+P P2 2且且且且(2.13)(2.13)电阻并联电路消耗的总功率等于相并联各电阻消耗功电阻并联电路消耗的总功率等于相并联各电阻消耗功电阻并联电路消耗的总功率等于相并联各电阻消耗功电阻并联电路消耗的总功率等于相并联各电阻消耗功率之和，电阻越大，其消耗的功率越小。率之和，电阻越大，其消耗的功率越小。率之和，电阻越大，其消耗的功率越小。率之和，电阻越大，其消耗的功率越小。利用并联电阻的分流特性可以设计制作直流电流表和分利用并联电阻的分流特性可以设计制作直流电流表和分利用并联电阻的分流特性可以设计制作直流电流表和分利用并联电阻的分流

23、特性可以设计制作直流电流表和分流器。流器。流器。流器。第21页，共120页，编辑于2022年，星期一 2.2 2.2试分别计算下面并联电阻的等效电阻。试分别计算下面并联电阻的等效电阻。试分别计算下面并联电阻的等效电阻。试分别计算下面并联电阻的等效电阻。(1)(1)R R1 1=200=200 ，R R2 2=300=300 (2)(2)R R1 1=R R2 2=500=500 (3)(3)R R1 1=10=10 ，R R2 2=10 k=10 k由式由式由式由式(2.10)(2.10)可得可得可得可得例解(2)(3)(1)第22页，共120页，编辑于2022年，星期一 从以上结果可以看出，

24、并联电阻的电阻值小于最小的电阻从以上结果可以看出，并联电阻的电阻值小于最小的电阻从以上结果可以看出，并联电阻的电阻值小于最小的电阻从以上结果可以看出，并联电阻的电阻值小于最小的电阻值。当值。当值。当值。当R R1 1=R R2 2时，等效电阻时，等效电阻时，等效电阻时，等效电阻R Req=eq=R R/2/2，n n个阻值均为个阻值均为个阻值均为个阻值均为R R的电阻的电阻的电阻的电阻并联，则并联等效电阻并联，则并联等效电阻并联，则并联等效电阻并联，则并联等效电阻R Req=eq=R R/n n。若。若。若。若R R1 1R R2 2，则等效电阻，则等效电阻，则等效电阻，则等效电阻R Req

25、eq R R1 1。第23页，共120页，编辑于2022年，星期一3 3电阻的混联电阻的混联电阻的混联电阻的混联多个电阻元件相连接，其中既有电阻串联又有电阻并联多个电阻元件相连接，其中既有电阻串联又有电阻并联多个电阻元件相连接，其中既有电阻串联又有电阻并联多个电阻元件相连接，其中既有电阻串联又有电阻并联的连接形式称为的连接形式称为的连接形式称为的连接形式称为电阻的混联电阻的混联电阻的混联电阻的混联。能直接利用电阻串、并联的方法化简的电路称为能直接利用电阻串、并联的方法化简的电路称为能直接利用电阻串、并联的方法化简的电路称为能直接利用电阻串、并联的方法化简的电路称为简单简单简单简单电路电路电路电

26、路；否则称为；否则称为；否则称为；否则称为复杂电路复杂电路复杂电路复杂电路。对于某些复杂电路，在一定条件下对于某些复杂电路，在一定条件下对于某些复杂电路，在一定条件下对于某些复杂电路，在一定条件下(例如电路具例如电路具例如电路具例如电路具有一定的对称性或等电位点有一定的对称性或等电位点有一定的对称性或等电位点有一定的对称性或等电位点)可以将复杂电路等效变可以将复杂电路等效变可以将复杂电路等效变可以将复杂电路等效变换成为简单电路，从而简化电路的计算。换成为简单电路，从而简化电路的计算。换成为简单电路，从而简化电路的计算。换成为简单电路，从而简化电路的计算。第24页，共120页，编辑于2022年，

27、星期一电阻的混联判别方法电阻的混联判别方法电阻的混联判别方法电阻的混联判别方法 对电路做变形等效对电路做变形等效对电路做变形等效对电路做变形等效。观察电路的结构特点。观察电路的结构特点。观察电路的结构特点。观察电路的结构特点。若两电阻首尾相连就是串联，如果首若两电阻首尾相连就是串联，如果首若两电阻首尾相连就是串联，如果首若两电阻首尾相连就是串联，如果首首相连就是并联首相连就是并联首相连就是并联首相连就是并联。根据电压电流关系。根据电压电流关系。根据电压电流关系。根据电压电流关系。若通过各电阻的电流为同一个电流，若通过各电阻的电流为同一个电流，若通过各电阻的电流为同一个电流，若通过各电阻的电流为

28、同一个电流，可视为串联；若各电阻两端承受的是同一个电压，可可视为串联；若各电阻两端承受的是同一个电压，可可视为串联；若各电阻两端承受的是同一个电压，可可视为串联；若各电阻两端承受的是同一个电压，可视为并联。视为并联。视为并联。视为并联。对电路做扭动变形，对原电路进行改画，上面的支路可对电路做扭动变形，对原电路进行改画，上面的支路可对电路做扭动变形，对原电路进行改画，上面的支路可对电路做扭动变形，对原电路进行改画，上面的支路可以放到下面，左边的支路可以变到右边，弯曲的支路可以放到下面，左边的支路可以变到右边，弯曲的支路可以放到下面，左边的支路可以变到右边，弯曲的支路可以放到下面，左边的支路可以变

29、到右边，弯曲的支路可以拉直，对电路中的短路线可以任意伸缩，对多点接地以拉直，对电路中的短路线可以任意伸缩，对多点接地以拉直，对电路中的短路线可以任意伸缩，对多点接地以拉直，对电路中的短路线可以任意伸缩，对多点接地点可以用短路线相连。点可以用短路线相连。点可以用短路线相连。点可以用短路线相连。第25页，共120页，编辑于2022年，星期一 2.3 2.3 试求图试求图试求图试求图2.5(a)2.5(a)所示电路所示电路所示电路所示电路a a、b b端的等效电阻端的等效电阻端的等效电阻端的等效电阻R Rabab。可以算得：可以算得：可以算得：可以算得：例解图图图图2.52.5aabbcccdabc

30、dabc短路线压缩短路线压缩 串串串串并并并并联联联联等等等等效效效效 第26页，共120页，编辑于2022年，星期一 如图如图2.6所示的桥式电路，无法用电阻的串、并联等效所示的桥式电路，无法用电阻的串、并联等效变换来化简。但是如果把图变换来化简。但是如果把图2.6(a)所示电路中电阻所示电路中电阻R1、R3、R5的连接方式等效变换成图的连接方式等效变换成图2.6(b)所示电路中的电阻所示电路中的电阻R6、R7、R8的连接方式，这样就可以用串、并联等效变换的方法进行化简。的连接方式，这样就可以用串、并联等效变换的方法进行化简。图图图图2.62.62.1.2 2.1.2 电阻星形连接与三角形连

31、接及其等效变换电阻星形连接与三角形连接及其等效变换电阻星形连接与三角形连接及其等效变换电阻星形连接与三角形连接及其等效变换第27页，共120页，编辑于2022年，星期一星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换星形连接星形连接星形连接星形连接三角形连接三角形连接三角形连接三角形连接 和和Y形等效变形等效变换的原则换的原则第28页，共120页，编辑于2022年，星期一星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换形形Y形形当当 时时第29页，共1

32、20页，编辑于2022年，星期一星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换星形连接与三角形连接的等效变换Y形形 形形当当 时时第30页，共120页，编辑于2022年，星期一 2.4 2.4 试求图试求图试求图试求图2.8(a)2.8(a)所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知所示电路，已知R R1 1=40 =40 ,R R2 2=36 =36 ,R R3 3=50 =50 ,R R4 4=55=55 ,R R5 5=10 =10 ，求所示电路的等效电阻求所示电路的等效电阻求所示电路的等效电阻求所示电路的等效电阻R Rabab。例解图图图图2

33、.82.8 形形YY形形第31页，共120页，编辑于2022年，星期一串联的串联的串联的串联的R Rc c、R R2 2的等效电阻的等效电阻的等效电阻的等效电阻R Rc2c2=40 =40 解串联的串联的Rd、R4的等效电阻的等效电阻Rd4=60=60 ，二者并联，二者并联的等效的等效电阻电阻 则则第32页，共120页，编辑于2022年，星期一独立电源独立电源独立电源独立电源(又称理想电源又称理想电源又称理想电源又称理想电源)实际上是不存在的。当实际电实际上是不存在的。当实际电实际上是不存在的。当实际电实际上是不存在的。当实际电源接入电路时，实际电源内阻往往是不能忽略的，实际电源接入电路时，实

34、际电源内阻往往是不能忽略的，实际电源接入电路时，实际电源内阻往往是不能忽略的，实际电源接入电路时，实际电源内阻往往是不能忽略的，实际电源也分为电压源和电流源两种。源也分为电压源和电流源两种。源也分为电压源和电流源两种。源也分为电压源和电流源两种。2.1.3 2.1.3 含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换含独立电源网络的等效变换第33页，共120页，编辑于2022年，星期一1 1 1 1实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电压源实际电压源实际电压源实际电压源(简称为电压源简称为电压源简称为电压源简称为电压源)内阻内阻内

35、阻内阻R RS S越小，伏安特性曲线越平坦，端电压越小，伏安特性曲线越平坦，端电压越小，伏安特性曲线越平坦，端电压越小，伏安特性曲线越平坦，端电压U U受电流受电流受电流受电流I I I I的影响越小，电压源的特性越接近理想电压源的影响越小，电压源的特性越接近理想电压源的影响越小，电压源的特性越接近理想电压源的影响越小，电压源的特性越接近理想电压源(U U=U US S)。实际上，理想电压源就是实际电压源的内阻实际上，理想电压源就是实际电压源的内阻实际上，理想电压源就是实际电压源的内阻实际上，理想电压源就是实际电压源的内阻R RS S为零时的极为零时的极为零时的极为零时的极限情况。限情况。限情

36、况。限情况。第34页，共120页，编辑于2022年，星期一1 1 1 1实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电压源实际电压源实际电压源实际电压源(简称为电压源简称为电压源简称为电压源简称为电压源)随着电流随着电流随着电流随着电流I I增大，电源的端电压增大，电源的端电压增大，电源的端电压增大，电源的端电压U U U U逐渐减小。当逐渐减小。当逐渐减小。当逐渐减小。当U U=0 0时，即电源的输出端时，即电源的输出端时，即电源的输出端时，即电源的输出端a a a a、b b b b短路，有短路，有短路，有短路，有I I=I ISCSC=U US S/R R

37、S S，I ISCSC称为电源的短路电流；当称为电源的短路电流；当称为电源的短路电流；当称为电源的短路电流；当I I=0=0时，即该电源时，即该电源时，即该电源时，即该电源a a a a、b b b b端端端端开路，有开路，有开路，有开路，有U U=U UOCOC=U US S，U UOCOC称为电源的开路电压。称为电源的开路电压。称为电源的开路电压。称为电源的开路电压。R RS S=U UOCOC/I ISCSC，这说明，电压源模型的内阻等于开路，这说明，电压源模型的内阻等于开路，这说明，电压源模型的内阻等于开路，这说明，电压源模型的内阻等于开路电压与短路电流之比。电压与短路电流之比。电压与

38、短路电流之比。电压与短路电流之比。第35页，共120页，编辑于2022年，星期一1 1 1 1实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电流源实际电流源实际电流源实际电流源(简称为电流源简称为电流源简称为电流源简称为电流源)内阻内阻 越大，分流作用越小，伏安特性曲线越越大，分流作用越小，伏安特性曲线越陡峭，电流源的特性越接近理想电流源陡峭，电流源的特性越接近理想电流源(I=IS S)。实。实际上，理想电流源是实际电流源的内阻为无穷大时际上，理想电流源是实际电流源的内阻为无穷大时的极限情况。的极限情况。第36页，共120页，编辑于2022年，星期一1 1 1 1

39、实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电源的两种模型实际电压源实际电压源实际电压源实际电压源(简称为电压源简称为电压源简称为电压源简称为电压源)随着电源电压随着电源电压随着电源电压随着电源电压U U的增大，电源的输出电流的增大，电源的输出电流的增大，电源的输出电流的增大，电源的输出电流I I I I逐渐减小。逐渐减小。逐渐减小。逐渐减小。当输出电压当输出电压当输出电压当输出电压U U=0=0时，即电流源输出端时，即电流源输出端时，即电流源输出端时，即电流源输出端a a a a、b b b b短路，输出电短路，输出电短路，输出电短路，输出电流即为短路电流流即为短路电流流即为短

40、路电流流即为短路电流I I=I ISCSC=I IS S。当。当。当。当I I=0=0时，即该电源时，即该电源时，即该电源时，即该电源a a a a、b b b b端开路，输出电压即为开路电压端开路，输出电压即为开路电压端开路，输出电压即为开路电压端开路，输出电压即为开路电压U U=U UOCOC=I IS S。=U UOCOC/I ISCSC，只要知道实际电源的开路电压，只要知道实际电源的开路电压，只要知道实际电源的开路电压，只要知道实际电源的开路电压U UOCOC和短和短和短和短路电流路电流路电流路电流I ISCSC，就可以确定电流源模型中的源电流，就可以确定电流源模型中的源电流，就可以确

41、定电流源模型中的源电流，就可以确定电流源模型中的源电流I IS S和内和内和内和内阻阻阻阻 (或或或或)。第37页，共120页，编辑于2022年，星期一2 2 2 2两种实际电源模型的等效变换两种实际电源模型的等效变换两种实际电源模型的等效变换两种实际电源模型的等效变换实际电压源和实际电流源等效变换的条件实际电压源和实际电流源等效变换的条件实际电压源和实际电流源等效变换的条件实际电压源和实际电流源等效变换的条件 在电路分析时，我们关心的是电源的外部特性而在电路分析时，我们关心的是电源的外部特性而在电路分析时，我们关心的是电源的外部特性而在电路分析时，我们关心的是电源的外部特性而不是内部情况，对

42、外电路而言只要实际电源的两种等不是内部情况，对外电路而言只要实际电源的两种等不是内部情况，对外电路而言只要实际电源的两种等不是内部情况，对外电路而言只要实际电源的两种等效模型的外部特性相同，即其端口的伏安特性相同，效模型的外部特性相同，即其端口的伏安特性相同，效模型的外部特性相同，即其端口的伏安特性相同，效模型的外部特性相同，即其端口的伏安特性相同，那么无论用电压源还是用电流源，对外电路的作用效那么无论用电压源还是用电流源，对外电路的作用效那么无论用电压源还是用电流源，对外电路的作用效那么无论用电压源还是用电流源，对外电路的作用效果是一样的，所以两者可以相互等效变换。果是一样的，所以两者可以相

43、互等效变换。果是一样的，所以两者可以相互等效变换。果是一样的，所以两者可以相互等效变换。或或 第38页，共120页，编辑于2022年，星期一I IU+_内阻不变改并联内阻不变改并联内阻不变改并联内阻不变改并联Is=UsRsbUsRsRL+_a内阻不变改串联内阻不变改串联内阻不变改串联内阻不变改串联Us=Is Rs U+IaRLRsIS RsUS b 第39页，共120页，编辑于2022年，星期一(1)(1)实际电源的电压源模型与电流源模型之实际电源的电压源模型与电流源模型之实际电源的电压源模型与电流源模型之实际电源的电压源模型与电流源模型之间可以互换等效。理想电压源与理想电流源不能相间可以互换

44、等效。理想电压源与理想电流源不能相间可以互换等效。理想电压源与理想电流源不能相间可以互换等效。理想电压源与理想电流源不能相互等效变换。因为它们端口的互等效变换。因为它们端口的互等效变换。因为它们端口的互等效变换。因为它们端口的VCRVCR不可能相同；不可能相同；不可能相同；不可能相同；(2)(2)变换时要注意两种电路模型的极性必须一致，即变换时要注意两种电路模型的极性必须一致，即变换时要注意两种电路模型的极性必须一致，即变换时要注意两种电路模型的极性必须一致，即电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应；电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应；电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对

45、应；电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应；(3)(3)两电路中电源内阻两电路中电源内阻两电路中电源内阻两电路中电源内阻R RS S相同，但连接方式不同；相同，但连接方式不同；相同，但连接方式不同；相同，但连接方式不同；(4)(4)所谓等效，只是对电源的外电路而言的，对所谓等效，只是对电源的外电路而言的，对所谓等效，只是对电源的外电路而言的，对所谓等效，只是对电源的外电路而言的，对电源内部则是不等效的。电源内部则是不等效的。电源内部则是不等效的。电源内部则是不等效的。在等效变换时应在等效变换时应在等效变换时应在等效变换时应注意注意以下几点以下几点以下几点以下几点：第40页，共120页，编

46、辑于2022年，星期一3 3 3 3含源网络的等效变换含源网络的等效变换含源网络的等效变换含源网络的等效变换 含有多个电源元件的串、并、混联构成的二端网含有多个电源元件的串、并、混联构成的二端网含有多个电源元件的串、并、混联构成的二端网含有多个电源元件的串、并、混联构成的二端网络，也可以通过电源等效变换的方法用一个等效电源络，也可以通过电源等效变换的方法用一个等效电源络，也可以通过电源等效变换的方法用一个等效电源络，也可以通过电源等效变换的方法用一个等效电源代换。代换。代换。代换。利用电压源和电流源的等效变换可以简化电路，利用电压源和电流源的等效变换可以简化电路，利用电压源和电流源的等效变换可

47、以简化电路，利用电压源和电流源的等效变换可以简化电路，从而解决一些电路分析问题。从而解决一些电路分析问题。从而解决一些电路分析问题。从而解决一些电路分析问题。第41页，共120页，编辑于2022年，星期一ISUSISUSIS1IS2US1US2is=is2-is1？US？IS？IS 在电路等效的过在电路等效的过在电路等效的过在电路等效的过程中，与理想电程中，与理想电程中，与理想电程中，与理想电流源相串联的其流源相串联的其流源相串联的其流源相串联的其他元件不起作用；他元件不起作用；他元件不起作用；他元件不起作用；与理想电压源并与理想电压源并与理想电压源并与理想电压源并联的其他元件不联的其他元件不

48、联的其他元件不联的其他元件不起作用。起作用。起作用。起作用。电源等效变换的规则电源等效变换的规则电源等效变换的规则电源等效变换的规则1.1.1.1.一个理想电压源的并联与一个理想电流源的串联：一个理想电压源的并联与一个理想电流源的串联：一个理想电压源的并联与一个理想电流源的串联：一个理想电压源的并联与一个理想电流源的串联：第42页，共120页，编辑于2022年，星期一2.2.2.2.理想电压源的串联与并联：理想电压源的串联与并联：理想电压源的串联与并联：理想电压源的串联与并联：串联串联U US S=U USk Sk n个方向一致且电压相等的理想电压源相并联时，其等效电路为其中任一理想电压源。U

49、S2+_+US1+_US注意注意参考方向U US S=U US1S1 U U S2S25V+_+_5VI5V+_I并联并联电源等效变换的规则电源等效变换的规则电源等效变换的规则电源等效变换的规则第43页，共120页，编辑于2022年，星期一I IS1S1I IS2S2I IS3S3I IS S3.3.3.3.理想电流源的串联与并联：理想电流源的串联与并联：理想电流源的串联与并联：理想电流源的串联与并联：并联并联I IS S=I ISkSk 注意注意注意注意参考方向参考方向参考方向参考方向I IS S=I IS1S1+I IS2 S2 I IS3S3 串联串联n n个方向一致且电流个方向一致且电

50、流个方向一致且电流个方向一致且电流相等的理想电流源相等的理想电流源相等的理想电流源相等的理想电流源相串联时，其等效相串联时，其等效相串联时，其等效相串联时，其等效电路为其中任一理电路为其中任一理电路为其中任一理电路为其中任一理想电流源。想电流源。想电流源。想电流源。电源等效变换的规则电源等效变换的规则电源等效变换的规则电源等效变换的规则2A2A2A2A2A2A2A2A第44页，共120页，编辑于2022年，星期一4.4.4.4.电压源的串联与并联：电压源的串联与并联：电压源的串联与并联：电压源的串联与并联：串联串联U US S=U USkSkR RS S=R RSkSkn n个电压源并联时，个