第二章直流电路分析计算优秀课件.ppt
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1、第二章直流电路分析计算http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛第1页,本讲稿共160页 2.1 电阻的串联和并联电阻的串联和并联第2页,本讲稿共160页目的与要求目的与要求 会对串、并联电路进行分析、计算第3页,本讲稿共160页重点与重点与 难点难点重点:重点:1.串联分压原理 2.并联分流原理 3.串、并联电路的分析、计算难点:难点:网络等效的定义第4页,本讲稿共160页2.1.1 等效网络的定义等效网络的定义 1.二端网络 端口电流 端口电压 2.等效网络:一个二端网络的端口电压电流关系和另一个二端网络的端口电压、电流关系相同,这两个网络叫做等效网络。3.等效电阻(输入电阻):
2、无源二端网络在关联 参考方向下端口电压与端口电流的比值。第5页,本讲稿共160页2.1.2 电阻的串联(一)电阻的串联(一)1.定义2.在电路中,把几个电阻元件依次一个一个首尾连接起来,中间没有分支,在电源的作用下流过各电阻的是同一电流。这种连接方式叫做电阻的串联。第6页,本讲稿共160页2.1.2 电阻的串联(二)电阻的串联(二)图 2.2 电阻的串联第7页,本讲稿共160页2.1.2 电阻的串联(三)电阻的串联(三)(2.2)2.电阻串联时,各电阻上的电压为第8页,本讲稿共160页例例2.1(一)(一)如图2.3所示,用一个满刻度偏转电流为50A,电阻Rg为2k的表头制成100V量程的直流
3、电压表,应串联多大的附加电阻Rf?图2.3第9页,本讲稿共160页例例2.1(二)(二)解解 满刻度时表头电压为附加电阻电压为代入式(2.2),得解得第10页,本讲稿共160页2.1.3 电阻的并联(一)电阻的并联(一)图2.4 电阻的并联并联电阻的等效电导等于各电导的和(如图 2.4(b)所示),即第11页,本讲稿共160页2.1.3 电阻的并联(二)电阻的并联(二)(2.4)并联电阻的电压相等,各电阻的电流与总电流的关系为第12页,本讲稿共160页2.1.3 电阻的并联(三)电阻的并联(三)两个电阻R1、R2并联第13页,本讲稿共160页例例2.2(一)(一)如图如图2.5所示,用一个满刻
4、度偏转电流为50A,电阻Rg为2k的表头制成量程为 50mA的直流电流表,应并联多大的分流电阻R2?第14页,本讲稿共160页例例2.2(二)(二)解解 由题意已知,I1=50A,R1=Rg=2000,I=50mA,代入公式(2.5)得解得第15页,本讲稿共160页2.1.4 电阻的串、并联电阻的串、并联定义:电阻的串联和并联相结合的连接方式,称为电阻的串、并联或混联。第16页,本讲稿共160页 例例2.3(一)(一)进行电工实验时,常用滑线变阻器接成分压器电路来调节负载电阻上电压的高低。图 2.6 中R1和R2是滑线变阻器,RL是负载电阻。已知滑线变阻器额定值是100、3A,端钮a、b上输入
5、电压U1=220V,RL=50。试问:(1)当R2=50时,输出电压U2是多少?(2)当R2=75时,输出电压U2是多少?滑线变阻器能否安全工作?第17页,本讲稿共160页 例例2.3(二)(二)U1I1U2abR1R2I2RL图2.6 例2.3图第18页,本讲稿共160页 例例2.3(三)(三)滑线变阻器R1段流过的电流解解(1)当R2=50时,Rab为R2和RL并联后与R1串联而成,故端钮a、b的等效电阻第19页,本讲稿共160页 例例2.3(四)(四)负载电阻流过的电流可由电流分配公式(2.5)求得,即第20页,本讲稿共160页 例例2.3(五)(五)因I1=4A,大于滑线变阻器额定电流
6、3A,R1段电阻有被烧坏的危险。(2)当R2=75时,计算方法同上,可得第21页,本讲稿共160页例例2.4(一)(一)求图2.7(a)所示电路中a、b两点间的等效电阻Rab。d15 Wabc6 W6 W20W5 W7 Wd(a)15 Wabc6 W6 W20W5 W7 W(b)d15 Wabc3 W4 W7 W(c)d图2.7 例2.4图第22页,本讲稿共160页例例2.4(二)(二)解(1)先将无电阻导线d、d缩成一点用d表示,则得图2.7(b)(2)并联化简,将2.7(b)变为图2.7(c)。(3)由图2.7(c),求得a、b两点间等效电阻为第23页,本讲稿共160页简单电路计算步骤简单
7、电路计算步骤简单电路简单电路:可用串、并联化简。复杂电路复杂电路:不可用串、并联化简。简单电路计算步骤简单电路计算步骤:(1)计算总的电阻,算出总电压(或总电流)。(2)用分压、分流法逐步计算出化简前原电路中各电阻 电流、电压。第24页,本讲稿共160页教学方法教学方法 电阻的串并联在物理中已接触过,可采用自学的形式,以设疑、析疑的方式讲授这次课。第25页,本讲稿共160页思考题思考题1.什么叫二端网络的等效网络?试举例说明。2.在图2.8所示电路中,US不变.当 R3增大或减小时,电压表,电流表的读数将如何变化?说明其原因.第26页,本讲稿共160页2.2 电阻的星形连接与三电阻的星形连接与
8、三角形连接的等效变换角形连接的等效变换第27页,本讲稿共160页目的与要求目的与要求会进行星形连接与三角形连接间的等效变换会进行星形连接与三角形连接间的等效变换第28页,本讲稿共160页重点与难点重点与难点重点:重点:星形连接与三角形连接的等效变换难点:难点:星形与三角形等效变换的公式第29页,本讲稿共160页三角形连接和星形连接三角形连接和星形连接 三角形连接:三个电阻元件首尾相接构成一个三角形。如下图a所示。星形连接:三个电阻元件的一端连接在一起,另一端分别连接到电路的三个节点。如上图b所示。第30页,本讲稿共160页 三角形、星形等效的条件三角形、星形等效的条件 端口电压U12、U23、
9、U31 和电流I1、I2、I3都分别相等,则三角形星形等效。第31页,本讲稿共160页3.已知三角形连接电阻求星形连接电阻第32页,本讲稿共160页4.已知星形连接电阻求三角形连接电阻第33页,本讲稿共160页5.特殊情况特殊情况设三角形电阻R12=R23=R32=,则 =R1=R2=R3=反之,=R12=R23=R31=3第34页,本讲稿共160页例例 2.5(一)(一)图2.10(a)所示电路中,已知Us=225V,R0=1,R1=40,R2=36,R3=50,R4=55,R5=10,试求各电阻的电流。第35页,本讲稿共160页例例 2.5(二)(二)R1I1R5I5I2R2acdR4R3
10、I3I4bR0Us(a)aIIRaoR0UsRcRdR4R2bcI4I2(b)d图2.10例2.5图第36页,本讲稿共160页例例 2.5(三)(三)解解 将形连接的R1,R3,R5等效变换为Y形连接的Ra,Rc、Rd,如图2.10(b)所示,代入式(2.8)求得第37页,本讲稿共160页例例 2.5(四)(四)Ra与Rob串联,a、b间桥式电阻的等效电阻图2.10(b)是电阻混联网络,串联的Rc、R2的等效电阻Rc2=40,串联的Rd、R4的等效电阻Rd4=60,二者并联的等效电阻第38页,本讲稿共160页例例 2.5(五)(五)桥式电阻的端口电流R2、R4的电流各为第39页,本讲稿共160
11、页例例 2.5(六)(六)为了求得R1、R3、R5的电流,从图2.10(b)求得并由KCL得回到图2.10(a)电路,得第40页,本讲稿共160页教学方法教学方法在得到星三转换公式时,启发学生自己找到记忆公式的规律。第41页,本讲稿共160页思考题思考题求下图所示网络的等效电阻第42页,本讲稿共160页2.3 两种实际电源模型的两种实际电源模型的等效变换等效变换第43页,本讲稿共160页目的与要求目的与要求 1.理解实际电压源、实际电流源的模型 2.会对两种电源模型进行等效变换第44页,本讲稿共160页重点与难点重点与难点重点重点 两种电源模型等效变换的条件难点难点 用电源模型等效变换法分析电
12、路第45页,本讲稿共160页1.实际电压源模型(一)实际电压源模型(一)图2.12 电压源和电阻串联组合电压源 和电阻R的串联组合第46页,本讲稿共160页1.实际电压源模型(二)实际电压源模型(二)其外特性方程为(2.12)第47页,本讲稿共160页2.实际电流源的模型(一)实际电流源的模型(一)图2.13 电流源和电导并联组合电流源 和电导G的并联。第48页,本讲稿共160页2.实际电流源的模型(二)实际电流源的模型(二)其外特性为(2.13)第49页,本讲稿共160页3.两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比较式(2.12)和式(2.13),只要满足 实际电压源和实际电流
13、源间就可以等效变换。注意:的参考方向是由 的负极指向其正极。第50页,本讲稿共160页例例 2.6(一)(一)图2.14例2.6图(a)Us1R1R2Us2RIabIs1(b)R1R2Is2IRabR12(c)IsRIab求图2.14(a)所示的电路中R支路的电流。已知Us1=10V,Us2=6V,R1=1,R2=3,R=6。第51页,本讲稿共160页例例 2.6(二)(二)解解 先把每个电压源电阻串联支路变换为电流源电阻并联支路。网络变换如图2.14(b)所示,其中第52页,本讲稿共160页例例 2.6(三)(三)图2.14(b)中两个并联电流源可以用一个电流源代替,其并联R1、R2的等效电
14、阻第53页,本讲稿共160页例例 2.6(四)(四)网络简化如图2.14(c)所示。对图2.14(c)电路,可按分流关系求得R的电流I为注意:用电源变换法分析电路时,待求支路保持不变。第54页,本讲稿共160页教学方法教学方法 讲授法。通过复习电压源、电流源的特点而引入新课题。第55页,本讲稿共160页思考题思考题用一个等效电源替代下列各有源二端网络。第56页,本讲稿共160页2.4 支支 路路 电电 流流 法法第57页,本讲稿共160页目的与要求目的与要求使学生学会用支路电流法求解复杂电路 第58页,本讲稿共160页重点与难点重点与难点重点重点 用支路电流法求解复杂电路的步骤难点难点 列回路
15、电压方程第59页,本讲稿共160页1.支路电流法定义支路电流法以每个支路的电流为求解的未知量。第60页,本讲稿共160页2.KCL方程的列写(一)以图图 2.16 所示的电路为例来说明支路电流法的应用。对节点a列写KCL方程对节点b列写KCL方程 节点数为n的电路中,按KCL列出的节点电流方程只有(n-1)个是独立的。第61页,本讲稿共160页2.KCL方程的列写(二)图2.16 支路电流法举例第62页,本讲稿共160页2.KCL方程的列写(三)按顺时针方向绕行,对左面的网孔列写KVL方程:按顺时针方向绕行对右面的网孔列写KVL方程:第63页,本讲稿共160页支路电流法分析计算电路的一般步骤(
16、1)在电路图中选定各支路(b个)电流的参考方向,设出各支路电流。(2)对独立节点列出(n-1)个KCL方程。(3)通常取网孔列写KVL方程,设定各网孔绕行方向,列出b-(n-1)个KVL方程。(4)联立求解上述b个独立方程,便得出待求的各支路电流。第64页,本讲稿共160页例例 2.7(一)(一)图2.16所示电路中,Us1=130V、R1=1为直流发电机的模型,电阻负载R3=24,Us2=117V、R2=0.6为蓄电池组的模型。试求各支路电流和各元件的功率。第65页,本讲稿共160页例例 2.7(二)(二)以支路电流为变量,应用KCL、KVL列出式(2.15)、(2.17)和式(2.18),
17、并将已知数据代入,即得解得I1=10A,I2=-5A,I3=5A。第66页,本讲稿共160页例例 2.7(三)(三)I2为负值,表明它的实际方向与所选参考方向相反,这个电池组在充电时是负载。Us1发出的功率为Us1I1=13010=1300WUs2发出的功率为Us2I2=117(-5)=-585W即Us2接受功率585W。第67页,本讲稿共160页例例 2.7(四)(四)各电阻接受的功率为功率平衡,表明计算正确。第68页,本讲稿共160页教学方法教学方法 通过复习基尔霍夫定律引入本次课。第69页,本讲稿共160页思考题(一)思考题(一)试列出用支路电流法求下图(a)、(b)所示电路支路电流的方
18、程组.第70页,本讲稿共160页思考题(二)思考题(二)第71页,本讲稿共160页2.5 网网 孔孔 法法第72页,本讲稿共160页目的与要求目的与要求会对两网孔电路列写网孔方程第73页,本讲稿共160页重点与难点重点与难点 重点:用网孔电流法列方程难点:(1)网孔电流 自阻 互阻 (2)电路中含有电流源时的处理方法第74页,本讲稿共160页1.网孔法和网孔电流的定义网孔法和网孔电流的定义 网孔法:网孔法:以网孔电流为电路的变量来列写方程的方法 网孔电流网孔电流:设想在每个网孔中,都有一个电流沿网孔边界环流,这样一个在网孔内环行的假想电流叫网孔电流网孔电流。第75页,本讲稿共160页2.网孔方
19、程的一般形式(一)通常,选取网孔的绕行方向与网孔电流的参考方向一致第76页,本讲稿共160页2.网孔方程的一般形式(二)可以进一步写成 上式就是当电路具有两个网孔时网孔方程的一般形式。经整理后,得 第77页,本讲稿共160页2.网孔方程的一般形式(三)其中:(1)R11=R1+R2、R22=R2+R3分别是网孔 1 与网孔 2 的电阻之和,称为各网孔的自电阻。因为选取自电阻的电压与电流为关联参考方向,所以自电阻都取正号。第78页,本讲稿共160页2.网孔方程的一般形式(四)(2)R12=R21=-R2是网孔 1 与网孔 2 公共支路的电阻,称为相邻网孔的互电阻。互电阻可以是正号,也可以是负号。
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- 第二 直流 电路 分析 计算 优秀 课件
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