第二节分析计算复杂直流电路.pdf

《第二节分析计算复杂直流电路.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二节分析计算复杂直流电路.pdf（40页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、任务内容：任务内容：分析计算复杂直流电路任务:学习网络变换法能力目标：能力目标：会计算电阻串联、并联电路会应用电阻的星形与三角形联结的等效变换公式解题会进行电压源模型与电流源模型的等效互换知识目标：知识目标：理解等效变换的概念，掌握电阻串联、并联电路的分析掌握电阻的星形与三角形联结的电路分析掌握电源等效互换的方法任务重点：任务重点：等效与等效电路的概念电阻的串联、并联等效电阻的求取和分压、分流关系含源支路的等效变换突出方法：突出方法：分析、举例及应用任务难点：任务难点：混联电路分析，等效互换关系的应用突破方法：突破方法：举例、分析电路结构，作出等效电路教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过

2、过 程程 设设 计计 及及 提提 示示先介绍等效的概念，之后分析电阻的串联、并联和混联电路。分析计算复杂直流分析计算复杂直流电路电路任务任务:学习网络变换法学习网络变换法问题的提出：问题的提出：家庭照明的白炽灯是照明系统的例子，它总是有 n个白炽灯组成，这些白炽灯并联或串联在一起，每一个白炽灯的模型可视为电阻。假设电源电压为U0，则对并联和串联的白炽灯，每个白炽灯两端电压怎么分配？通过他们的电流怎么分配？教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示重点：重点：等效与等效电路的概念难点：难点：关于等效概念的讲述突出和突破方法：分析、举例及应用学习中易产生的问题

3、：等效概念不易理解重点重点:电阻元件的串联等效电阻的求取和分压关系突出方法：突出方法：分析讲解结合练习一、等效网络：一、等效网络：1 1、二端网络（一端网络）、二端网络（一端网络）2 2、N N 端网络端网络3 3、等效网络的定义：、等效网络的定义：两个 N 端网络具有相同的电压、电流关系，称其为等效网络。举例：电压源与任何元件并联对外电路（如电阻）而言，与该电压源是等效的。列出等效概念：角度一：电压、电流关系相同；角度二：电压大小不变，电流大小不变二、电阻的串联：二、电阻的串联：1 1、串联联接方式：、串联联接方式：元件连成一串，中间无分支。2 2、串联的特点：、串联的特点：电流处处相等；端

4、电压等于各元件电压代数和。3 3、电阻的串联：、电阻的串联：1）端电压、总电流关系：UU1U2U3R1IR2IR3I（R1 R2 R3）I教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示重要重要:电阻的并联等效电阻的求取和分流关系突出方法：突出方法：分析讲解结合练习两网络等效称为串联电阻电路的等效电阻（总电阻）Ri。2）串联电阻具有“限流”作用：串联电阻越多，总电流越小3）串联电阻的分压关系：U1 R1I R1RU 1UR1 R2 R3RiRKURiUK RKI 练习题：练习题：电阻R1 3、R2 6串联后接在电压为18V的电源上，求电流及各元件电压。三、电阻的

5、并联及分流：三、电阻的并联及分流：1 1、并联：、并联：各元件均接在a、b两节点2 2、并联的特点、并联的特点各支路电压相等；总电流等于各支路电流代数和。3 3、电阻的并联、电阻的并联1）电压、电流关系教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书I I1 I2 I3 G1U G2U G3U（G1G2G3）U过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示举例并总结2）等效电阻和等效电导：Gi G1G2G31111RiR1R2R3两电阻并联R RRi12R1 R23）电阻越并越小：R1R2Ri R1R1 R2同时R RRi12 R2R1 R2可见：等效电阻接近并联的最小电阻，小于此电阻。4）分流关系：两电阻

6、并联：小电阻分大电流R2I1IR1 R2R1I2IR1 R2练习题：练习题：求等效电阻（图中电阻的单位均为欧姆）教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示难点：难点：混联电路分析突破：突破：分析电路结构，作出等效电路关键：关键：作等效电路图，应用分流公式先提出问题，对电阻的连接方式进行分四、电阻的混联：四、电阻的混联：1 1、混联：、混联：既有串联又有并联2 2、混联电路分析思路：、混联电路分析思路：计算等效电阻分压、分流公式逐步分析各电压、电流任务书：任务书：1、在电路模板 DC-5 上：测量 1、2 两点间电阻测量 2、3 两点间电阻测量 3、4 两点

7、间电阻测量 1、3 两点间电阻测量 1、4 两点间电阻2、把测得的数据记录在自己设计的表格中3、分析数据，总结串联等效电阻与各串联电阻的关系、并联等效电阻与各并联电阻的关系。4、对任务完成的过程进行总结和自评。练习题：练习题：求等效电阻及各支路电流（图中电阻的单位均为欧姆）任务书：任务书：1、多个负载需要工作，是安排同时工作还是错开时教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书间工作？为什么？2、用仿真软件设计一个电路，讨论并列出理由，得出结论3、对任务完成的过程进行总结和自评。过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示析，一方面复习串、并联知识，另一方面引出星形电阻网络和三角形电阻网络两个概念，进

8、而展开讨论。无法利用电阻串、并、混联等效解决上述问题的办法是将电阻的连接方式转化为已学过的串并联方式重点：重点：电阻的星-三角等效变换等效互换关系的记忆和应用是重点，也是难点，突出、突破的办法是向学生介绍口诀，并辅之于电路图，用琅琅上口的六句话代替六个表达式重点记忆！重点记忆！问题的提出：问题的提出：能用串并联等效的方法求图示电路中的电流I 吗？五、星形电阻网络（五、星形电阻网络（Y Y 形）和三角形）和三角形电阻网络（形）形电阻网络（形）：Y 形：三个电阻的一端连在一起，形成一个节点，各自的另一端与外电路相连。属三端网络。形：三个电阻连成一个三角形，从三个顶点与外电路相连。属三端网络。教教

9、学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示等效互换关系推导不作要求掌握重视作图强调节点的对应六、六、Y Y 形和形电阻网络的等效形和形电阻网络的等效变换：变换：1 1、满足、满足 N N 端网络等效的条件：端网络等效的条件：对应端口的电压、电流关系相同。2 2、等效互换关系口诀：、等效互换关系口诀：星形变三角，分母对边找，分子乘积和（两两乘积之和）。三角变星形，分母三边和，分子夹边乘。Y：R12R1R2 R2R3 R3R1R3R1R2 R2R3 R3R2R1R23教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示建议学生开始时采用左

10、图所示电路图：既有星形又有三角。可以减少对应电阻出错的问题公式应用R R R2R3 R3R2R3112R2Y：R1R12R31R12 R23 R31R23R12R12 R23 R31R31R23R12 R23 R31R2R3特殊地，三个电阻相等时：R=3RY4 4、等效互换的特点：、等效互换的特点：1）Y或Y，只是连接形式和电阻值的改变，电阻的数目不变。2）每作一个Y，减少一个回路，增加一个节点；每作一个 Y，则减少一个节点，增加一个回路。说明：1）等效是对外而言的，即对 Y、以外的电路等效。2）分析电路时，要正确找出对应点。七、例题：七、例题：求图示电路中的电流 I。解:将 3、5 和 2

11、三个电阻构成的三角形网络等效变换成星形网络教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示回忆电阻串、并联等效电阻公式通过练习，加深对 Y-等效互换的理解和掌握，同时根据结果引出平衡电桥的条件及等效电路：对边桥臂电阻乘积相等，电桥支路可以视为短路或开路。通过仿真软件来验证。先从实际电源的电磁特性入手，引出它的两种电路模型，进而讨论两种模型的等效变换及其在电路分析中的应用。等效电阻求得：351.53 2 532R2 0.63 2 525R313 2 5R1再用电阻串联和并联公式，求出连接到电压源两端的等效电阻：R R11.5（R31）(R21.4)(R31)(R2

12、1.4)22 2.52 2最后求得I 1010 4AR2.5练习题：练习题：求等效电阻教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示要求能正确作出两种模型的电路图任务书：任务书：1、根据电路图用仿真软件测量12电阻的电流。2、改变 12电阻的阻值,重新测量电流。问这条支路能否视为开路或短路？重点：重点：含源支路的等效变换3、任意改变桥臂电阻，重新测量电流，结果如何？突出方法：突出方法：分析电路、推导关系、应用4、分析讨论得出结论。练习5、对任务完成的过程进行总结和自评。回忆等效的概念八、实际电源的两种模型：八、实际电源的两种模型：1 1、电压源模型：、电压源模

13、型：电压源串电阻a+us_b2 2、电流源模型：、电流源模型：电流源并电阻教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示重点记！重点记！格外注意参考方向的关系重要的补充内容，必须掌握用两个干电池串联的情况为例，说明等效结果九、两种模型的等效变换：九、两种模型的等效变换：1 1、等效的概念、等效的概念:两个 N 端网络,若具有相同的电压、电流关系，称这两个网络等效。等效是对外而言的2 2、等效的关系、等效的关系:U US RII ISURU RIS RI教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书故：等效条件为过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示US RIS说明

14、：以上等效关系中涉及电压源电压与电流源电流的方向关系，即当两者方向相反时，上式成立；否则，表达式中加负号。R R十、电源的等效十、电源的等效1 1、电压源串联分析：、电压源串联分析：uab us1us2us3若干电压源串联，可以等效为一个电压源。电压源串联等效图示：us us1us2us32 2、电压源并联分析、电压源并联分析:教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书只有电压相等的电压源才可以并联。电压相等的电压源并联等效为该电压源3 3、电压源并联其他元件分、电压源并联其他元件分过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示难点：难点：用等效变换法解题突破方法：突破方法：重点放在分析解题思路，作等

15、效电路上作必要的提示电压源并联其他元件可以等效为该电压源。4 4、电流源串联分析：、电流源串联分析：只有电流相等的电流源才可以串联。5 5、电流源并联分析：、电流源并联分析：iab is1is2is3若干电流源并联，可以等效为一个电流源6 6、电流源串联其他元件分析：、电流源串联其他元件分析：教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书电流源串联其他元件等效为该电流源。过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示例题和练习题：例题和练习题：小结：小结：1）电阻的串联、并联和混联电路的等效电阻2）电阻电路分析3）Y 形和形的联接方式4）Y 形和形的等效互换5）互换公式记忆方式6）实际电源的两种模型构成；

16、7）两种电源模型的等效变换条件。任务内容：任务内容：分析计算复杂直流电路任务:学习网络方程法素质目标：素质目标：学会分析并总结能力目标：能力目标：会用支路电流法、网孔电流法和节点电压法解题知识目标：知识目标：三种方法的思路及解题步骤任务重点：任务重点：三种方法的思路及解题步骤；弥尔曼定理及其应用突出方法：突出方法：教师和学生讨论并总结解题步骤，通过举例、练习加以掌握任务难点：任务难点：自电阻、互电阻的组成及电源电压和电源电流正负号的确定电流源和电压源的处理突破方法：突破方法：练习并总结，引导教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示先复习 KCL、KVL

17、和电阻元件VCR，之后重点讲解支路电流法的思路和应用，通过例题加深理任务任务:学习网络方程法学习网络方程法解和掌握。问题的提出：问题的提出：复习：KCL：i 0复习并引出新课KVL：u 0u Ri电阻元件 VCR：(关联、线性电阻)问：能否找到一分析计算复杂直流电路分析计算复杂直流电路教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书种普遍适用的电路分析方法？过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示一、支路电流法及其思路：一、支路电流法及其思路：1 1、支路电流：、支路电流：各支路中的电流点：点：支路电流法的思路和解题步2 2、支路电流法的思路：、支路电流法的思路：骤若一个电路有 b 条支路，n 个节点

18、，m 个网孔。以 b 个支突出方法：突出方法：教师和学生讨论并总路电流为未知量，据 KCL，可列出（n-1）个独立的节点结解题步骤、通过举例、练习加电流方程；据 KVL，以掌握可列出 m 个网孔的电压方程，均为独立。有 b=(n-1)+m，故可唯一求出一组支路电流。举例：举例：求图示电路各支路电流。分析：1 1、列、列 KCLKCL：（基尔霍夫电流定律）（基尔霍夫电流定律）a 节点:I1 I2 Ib 节点:I I1 I2只有一个是独立的-（n-1）个独2 2、列、列 KVLKVL：（基尔霍夫电压定律）（基尔霍夫电压定律）立的节点电流方程左网孔：6I11263I2 03I 6 2I 02右网孔：

19、两个都独立-m 个独立的网孔电3 3、联立求解方程组：、联立求解方程组：压方程I1 I2 I6I13I2 63I2 2I 624得：I1AI2AI 2A33二、支路电流法计算复杂电路的一般步骤：二、支路电流法计算复杂电路的一般步骤：1)选各支路电流参考方向，并标示于图上；2)列(n-1)个节点的 KCL 方程；3)列 m 个网孔（或独立回路）的 KVL 方程，并将其中的理解并掌握！理解并掌握！电阻电压用电流表示；教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书4)联立求解方程组，得各支路电流；5)求电路的其它电压及功率等；6)验证：用功率平衡关系（可免）过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示强调参考

20、方向是任选的练习题：练习题：求图示电路的各支路电流。教师引导学生的思路，具体方程由学生完成分析：1）五个支路电流未知，需五个方程；2）四个节点，可以列三个独立KCL3）再列两个 KVL 即可有：Ica10 IadIcb10 IbdIdc Ica Icb 20 2Icb3Ibd 08Ica 2Iad 20 0说明：当出现电流源时，可以1）减少一个未知量-电流源支路的电流，减少一个方程。（避开电流源列回路的 KVL）2）改变一个未知量-电流源电压未知，而电流源支路电流已知。三、网孔电流：三、网孔电流：难点：难点：支路电流法解题时，电流源的处理突破方法：突破方法：练习并总结先引入网孔电流的概念，介绍

21、其与支路电流的关系，之后重点讲解网孔电流法的思路和应用，通过例题加深理解和掌握。教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示1 1、网孔电流：、网孔电流：假想的、在电路的网孔中环流的电流。2 2、网孔电流与支路电流的关系：、网孔电流与支路电流的关系：事实上，网孔电流不存在有时相等：当只有一个网孔电流流过支路时，两者相等。有时不等：当有两个网孔电流流过支路时，支路电流为两网孔电流的代数和。通过上例，帮助学生掌握3 3、网孔电流自动满足、网孔电流自动满足 KCLKCL：网孔电流环行，有多少电流流入一个节点，必然有多少电流流出这个节点。四、网孔电流法思路：四、网孔

22、电流法思路：以假想的网孔电流为未知量，应用 KVL 写出各网孔电压方程，联立求解解出网孔电流。重点理解！重点理解！具体讲，一个电路有 m 个网孔，便有 m 个网孔电流未知。突出方法：突出方法：学生小组讨论并以小据 KVL 可列出 m 个独立的网孔电压方程，刚好可求出唯一组为单位总结解题步骤，通过举一组 m 个网孔电流。之后，据支路电流和网孔电流的关系例、练习加以掌握便可求出支路电流及元件电压、功率等。强调参考方向是任选的五、例题：五、例题：注意：注意：网孔电流已自动满足 KCL。求图示电路的各支路电流。故此处不列节点电流方程设网孔电流为Ia、Ib，据 KVL 得：R I R(I I)U 02a

23、bS11a教师引导学生的思路，具体方程教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书R3IbUS3R2(Ib Ia)0过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示由学生完成整理得：(R1R2)IaR2IbUS1R2Ia(R2R3)Ib US3解得Ia、Ib后：I1 IaI2 Ia IbI3 Ib六、网孔电流法方程分析：六、网孔电流法方程分析：通式为：R11IaR12IbUS11R21IaR22IbUS22其中：R11、R22为自电阻，总是正值；R12、R21为互电阻，R12=R21，当网孔电流方向均为顺时针难点：难点：自电阻、互电阻的组成及或逆时针时，为负；当两网孔电流方向一顺一逆时，为正。电源电压正负

24、号的确定US11、US22为网孔等效电压源电压代数和。突破方法：突破方法：特点总结、例题分析及练习七、网孔法解题步骤：七、网孔法解题步骤：1）选 m 个网孔电流参考方向，标在图上。2）列 m 个网孔电压方程：R11IaR12Ib.US11总结R21IaR22Ib.US22.Rm1IaRm2Ib.USmm3）解方程组，得各网孔电流。在标准方程中填系数4）求支路电流及其他电压、功率等。例题：例题：难点：难点：电流源支路的处理突破方法：突破方法：在分析电路的结构上，引导学生列方程。要点：教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书当出现电流源时，可以1）只让一个网孔电流流过电流源，这样该网孔电流即已知，

25、从而减少一个方程。上图中，可以将电路图改画为：过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示学生练习这样，大回路的电流由电流源确定，只需要列出左网孔的KVL 即可-一个方程。2）增加一个未知量-电流源电压；增加一个方程-电流源电流与两个网孔电流的关系。练习题：练习题：问题的提出：问题的提出：求图示电路中各支路的电压。教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示提出问题引出节点电压法，之后讲解节点电压法的思路，重点介绍节点方程和弥尔曼定理，通过例题加深理解和掌握。除了支路电流法，是否有更简便八、节点电压法及其思路：八、节点电压法及其思路：的方法？1 1、节点电压：、

26、节点电压：uaao电位的概念：独立节点：设 0 为参考点，则 0 为非独立节点，其它节点为独立节点节点电压：即独立节点到参考点的电压如上图，以 d 为参考点，则各节点电压为：uaa uadubb ubd重点：重点：节点电压法的思路及解题ucc ucd步骤2 2、节点电压法的思路：、节点电压法的思路：突出方法：突出方法：学生小组讨论并以小若一个电路有 b 条支路，n 个节点，m 个网孔。以（n-1）组为单位总结解题步骤并通过举个节点电压为未知量，据 KCL，可列出（n-1）个独立的例、练习加以掌握电流方程。未知量数等于方程数，故可唯一求出一组节点电压。实质：实质：节点电位九、节点方程：九、节点方

27、程：引例：理解并掌握教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示教师引导学生的思路，具体方程由学生完成重点！重点！理解并记牢！节点 1:i1i3i4 is1is3节点 2:i3i4is2 i2is3其中:i1u1 G1u1R1i2u2 G2u2R2i3u1u2 G3u1G3u2R3u1u2 G4u1G4u2R4i4(G1G3G4)u1(G3G4)u2 is1is3(G3G4)u1(G2G3G4)u2is2is3写成一般形式:G11u1G12u2 is11G21u1G22u2 is22其中:G11、G22为自电导，等于各节点所连支路电导之和（与电流源串联的电阻

28、不计入），总是正值G12、G21为互电导，等于两节点共有支路电导之和，总是负值，且G12 G21is11、is22为等效电源电流代数和说明：1）当电路中出现电压源与电阻串联时，可以将其等效为电流源与电阻并联；教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书2）当电路中出现单独的电压源时，可以将电压源所接节点之一设为参考点，则电压源所接另一节点的电压即已知。（即可以减少一个未知数，从而减少一个方程）3）若上图中，与电流源串联一个电阻 R5，由节点电流方程可知，R5不计入自电导和互电导中。过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示难点难点：电路中电压源的处理突破方法：突破方法：在分析电路的结构的基础上，引导

29、学生列方程重点：重点：弥尔曼定理及其应用突出方法：突出方法：通过分析、举例、练习加以掌握十、弥尔曼定理：十、弥尔曼定理：具有两个节点的电路，只有一个方程是独立的。方程为：G11u1 is11故：u1is11G11isG通常记：u12其中，G 为自电导。is为等效电源电流代数和例题：例题：用弥尔曼定理求图示电路的电流I解：uab12663 4V111632I uab 2A2十一、用节点法求解电路的步骤：十一、用节点法求解电路的步骤：1)选独立节点（通常取连接线最多的节点为参考点）；2)列各独立节点电流方程；3)解方程，得各节点电压；4)由各节点电压求各支路电流等。练习题：练习题：教教 学学 内内

30、 容容 及及 板板 书书用节点法求图示电路中各支路的电压。过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示解：以 d 为参考点，则uc 20V111()uauc10828111()ubuc 10232解方程得：ua 20Vub 0uc 20V故：uab 20Vubc 20Vuad 20Vubd 20Vuca 0V小结：小结：1)支路电流法的优缺点：思路简洁，计算量大2)支路电流法的应用3)网孔电流方程4)网孔电流法优缺点及应用5)节点法最适宜节点少，回路多的电路6)两节点电路用弥尔曼定理最简捷教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示任务内容：任务内容：分析计算复

31、杂直流电路任务：学习网络定理法能力目标：能力目标：会应用叠加定理和戴维南定理分析电路会求解负载的最大功率知识目标：知识目标：掌握叠加定理和戴维南定理内容及应用掌握最大功率传输条件和最大功率分析任务重点：任务重点：叠加定理和有源二端网络内容及其应用任务难点：任务难点：电源单独作用电路图开路电压、短路电流与入端等效电阻的求法复杂电路中负载的最大功率求解突破方法：突破方法：实例，并总结简单推导以及练习应用教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示分析计算复杂直流电路分析计算复杂直流电路任务任务:学习网络定理法学习网络定理法任务书任务书:教教 学学 内内 容容 及

32、及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示1、分别根据(a)图、(b)图和(c)图在仿真平台上连线。2、测量各支路的电流和电压计入下表中：3、根据测得的数据写出关系式，讨论并得出结论。4、对任务完成的过程进行总结和自评。图（a）I1=图（b）I2=图（c）U=I1=I2=U=/I1=I2=U=结论：/讨论写出 I1与 I1、I1的关系式/写出 I2与 I2、I2的关系式/写出 U 与 U、U的关系式教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示理解并掌握重点：重点：叠加定理内容及其应用。突出方法：突出方法：探究性学习-通过实验，对结果进行总结，并解

33、释内容、分析例题电路以及练习复习支路法，得出正确结果，以备与叠加定理的结果对比一、叠加定理内容：一、叠加定理内容：线性电路中，有两个及以上独立源共同作用时，各支路的电流或电压等于各个独立源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。解释：线性电路：独立源和线性元件构成的电路单独作用：某独立源单独作用时，其他电压源短接，其他电流源开路。代数和：电流或电压分量前有的加正号、有的加负号，之后求和分析：图示电路，求各支路的电流及电压U先用支路电流法：I1 I3 IS2US1 R3I3 R1I1 0联立求解方程组，得：I3US1R I1S2R1 R3R R3U R3I3R3US1R1R3IS2R1 R3

34、R1 R3现用叠加定理：1）电压源单独作用时：教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示此时，不作用的电流源开路难点：难点：正确作出单独作用的电路图突破：突破：实例，并总结此时，不作用的电压源短接I31US1R1 R3R3US1R1 R3U1 R3I312）电流源单独作用时：I32 R1IS2R1 R3U2 R3I32R1R3IS2 R1 R3US1R I1S2 I3R1 R3R1 R3R3US1R1R3IS2UR1 R3R1 R33）电流、电压代数和：I31 I32U1U2可见，各支路的电流或电压等于各个独立源单独作用时在该支路产生的电流或电压代数和。教

35、教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示掌握二、说明：二、说明：1、叠加定理只能用于线性电路中的电压和电流的求解，不适用于功率，对非线性电路也不适用。2、叠加时，各分量与原电压、电流方向相同者，分量前加正号；否则，加负号。3、叠加时，电路的连接方式及受控源、电阻不变，仅将不作用的电压源短接，不作用的电流源开路。4、独立源可以单独作用，也可以若干独立源成一组作用。但每个独立源只能作用一次。例题和练习题：例题和练习题：用叠加定理求图示电路中各支路的电压。解：1）求电压源单独作用时的响应：解之得：8Uca2016V8 220 2Uad 4V8 220 2Ucb

36、8V2 3教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示叠加定理的推广难点：难点：齐性原理的应用突破方法：突破方法：简单推导以及练习应用 3Ubd2012V232）求电流源单独作用时的响应：解之得：Uad 10Uac2816V28 Udb 10Ucb2312V233）求各电压的代数和：Uac 1616 0VUac Uca Uad 416 20VUadUad Ucb 812 20VUbc Ucb Udb 1212 0VUbdUbd三、齐性原理：三、齐性原理：内容：线性电路中，所有独立源都增大或缩小K 倍时，各支路的电流或电压也随之增大或缩小K 倍。课堂练习：求图

37、示电路中的电流 I。已知：R1=R2=R3=2，R4=R5=R6=20，U=60V提示：1）叠加定理直接解题不一定方便：将一个复杂电路化为若干简单电路，工作量并不少。2）叠加定理可以将难解的电路化为易解的电路。3)某些情况下用叠加定理很方便：如独立源成倍增加或减少时；新增电源时。教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示先介绍戴维南定理的内容，之后重点讲解戴维南定理的应用，在指出起其思路和步骤后，通过例题加深理解和掌握。任务书：任务书：1、根据图（a）在实训台上连线，测出12开路时的开路电压和短路时的电流，并计算出二端网络内的等效电阻。2、根据图（b）在实

38、训台上连线，使电压源的电压等于图（a）中测得的开路电压，内阻等于图（a）中计算出的二端网络内的等效电阻。3、分别测出图（a）和图（b）中12电阻的电压和电流，根据测得的数据分析并得出结论。4、对任务完成的过程进行总结和自评。四、戴维南定理的内容：四、戴维南定理的内容：1 1、内容：、内容：任一线性有源二端网络，就其外电路而言，都可以等效成一个电压源与电阻串联。其中，电压源的电压等于有源二端网络的开路电压 uoc，电阻等于有源二端网络中所有独立源都置零时的入端等效电阻Ri。2 2、图示：、图示：3 3、解释：、解释：1）线性有源二端网络A教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书线性无源二端网络

39、P2）独立源都置零：电压源以短路代替，电流源以开路代替。但受控源要保留。3）开路电压 uoc：过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示注：A 表示有源二端网络重点：重点：正确求出开路电压与入端等效电阻。突出方法：突出方法：解释，例题结合练习注：P 表示无源二端网络4）入端等效电阻 Ri求法：1）电阻的串联、并联等效及Y-等效互换；2）加源法Riusi教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示例题主要讲解步骤及相关电路Riuis5）戴维南等效电路例题和练习题：例题和练习题：五、戴维南定理的应用：五、戴维南定理的应用：1 1、思路：、思路：当求电路某一支路的电

40、压、电流时，将该支路以外的电路部分视为有源二端网络，用戴维南定理将其等效成一个电压源与电阻串联电路，之后，在等效电路中求这一支路的电压、电流。教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示学生练习前教师简单分析难点：难点：戴维南定理应用突破方法：突破方法：分析总结结合例题、练习用软件通过例题加以验证要点：要点：三个步骤，三个电路图，三个表达式2 2、步骤：、步骤：1）求开路电压 uoc：2）求入端等效电阻 Ri3）在等效电路中求支路的电压、电流。六、例题：六、例题：图示电路，求电流 I3。解：先将待求支路断开，求余下部分构成的有源二端网络的戴维南等效电路。求开

41、路电压 uoc：UOC12663 8(V)1163求入端等效电阻 Ri：教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示要求各步都要作图、写出表达式，并检查图中电压、电流的参考方向是否标出R 63 26 3在等效电路中求 I3：I38 2(A)2 2练习题：练习题：求电路中的电流i七、诺顿定理七、诺顿定理1 1、内容：、内容：任一线性有源二端网络，就其外电路而言，都可以等效成一个电流源模型。其中，电流源的电流等于有源二端网络的短路电流 isc，电阻等于有源二端网络中所有电源都置零时的入端等效电阻Ri。2 2、图示：、图示：教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书

42、过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示教师简要讲述，学生课后自学为主实用方法，要掌握学习中易产生的问题求戴维南等效电路和诺顿等效电路时弄错电源的参考方向。is isc八、实用等效电阻测量方法：八、实用等效电阻测量方法：Riuocisc原理：教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示适用于只求一条支路响应的情况；特别是当该支路的元件或参数改变时，用戴维南定理尤为简便；当求多条支路响应时，用戴维南定理不简便。先提出问题，之后引导学生找到最大功率传输条件；给出传输效率的概念，引导学生分析列出传输效率表达式。最后通过数值计算和绘制曲线加深对最大功率传输条件的理解

43、。重点：重点：最大功率传输条件，负载的最大功率求解。突出方法：突出方法：学生计算、填表、作图，并得出结论、最后练习引导学生分析，列出表达式1）功率表达式复习问题的提出：问题的提出：图示电路，已知US和R0，问何时负载R获得最大功率？九、最大功率传输条件九、最大功率传输条件负载 R 获得的功率2UPS可见，当R R0时，R最大，且PRmax4R0十、传输效率十、传输效率：负载消耗的功率与电路总功耗之比，称为传输效率。负载消耗的功率PR I2R (US2)RR0 R2US电路总功耗PTR0 R教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示2）负载 R 的功率表达式

44、3）最大功率的条件探究性学习：学生计算后填表作图，并得出结论PR传输效率R100%PTR0 RT因此PRP任务书：任务书：上图中，US=100V，R0=50，在不同负载值时，计算负载功率PR和传输效率填入下表：R（）01020304050P（RW）（%）R（）60708090100P（RW）（%）R（）110120130140150P（RW）（%）在给出的坐标轴下绘出曲线：教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示否则，效率低下，大量电能会损失在传输和配电过程中功率很小，效率不是主要关注的对象难点：难点：复杂电路中负载的最大功率求解。突破方法：突破方法：复

45、习戴维南定理并讲解例题结论是：1)负载在时，其功率最大。2)功率最大时，电路的传输效率为。对任务完成的过程进行总结和自评。总结：总结：当某个电源的负载电阻等于其内阻时,称为匹配状态。此时发生最大功率传输，传输效率为 50%。实际应用中，1）在强调传输效率的系统中，如供电系统，不能在匹配状态下工作；2）在强调传输数量的系统中，如通讯和仪用系统，需在匹配状态下工作。3）当准备分析最大功率传输问题时，首先要将原网络用戴维南等效电路代替。例题：例题：上图中，US=10V，R0=2，问 R=？时，电源发出最大功率？并求此最大功率。解：当 R=R0时，负载吸收的功率最大，此时电源发出最大功率，且该功率为：Pmax 2PRmax2US102 25(W)2R022练习题：练习题：问 RL=？时，负载获得最大功率？并求此最大功率。教教 学学 内内 容容 及及 板板 书书过过 程程 设设 计计 及及 提提 示示小结：小结：1）叠加定理的内容及注意事项2）戴维南定理的内容；3）戴维南定理的应用；4）戴维南定理的适用情况5）最大功率传输条件及最大功率表达式