2014电路分析基础总复习.ppt
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1、电 路路 分分 析析 基基 础 课程主讲:刘焕成课程主讲:刘焕成电话:电话:3299035(O)Powerpoint 制作:刘焕成制作:刘焕成 电路分析基础第一章复习电路分析基础第一部分:1-2 3/16电流强度:电流强度:电电 流:流:带电粒子的有序移动所形成。带电粒子的有序移动所形成。电流单位:电流单位:安培安培(中文代号:安,国际代号:(中文代号:安,国际代号:A),),是是国际单位制基本单位之一国际单位制基本单位之一。电流方向:电流方向:习惯上习惯上规定为正电荷的运动方向。规定为正电荷的运动方向。i(t)=dq/dt (1-1)电路分析基础第一部分:1-2 5/16电流参考方向:电流参
2、考方向:任意选定的电流方向。任意选定的电流方向。(第(第1个符号法则)个符号法则)对求解复杂电路,往往难以事先判断电流真实方向。对求解复杂电路,往往难以事先判断电流真实方向。当分析结果当分析结果为正为正表示电流表示电流与真实方向一致与真实方向一致;当分析结果当分析结果为负为负表示电流表示电流与真实方向相反与真实方向相反。为什么要取电流参考方向为什么要取电流参考方向?电路分析基础第一部分:1-2 14/16能量:能量:从从t0到到t时刻内,部分电路吸收时刻内,部分电路吸收 的能量为的能量为 w(t0,t)=t0t p()d=t0t u()i()d(1-5)一般计算功率时一般计算功率时无须标出功率
3、参考方向无须标出功率参考方向,直接运直接运用与电压、电流的参考方向关联即可用与电压、电流的参考方向关联即可。能量单位:能量单位:国际单位国际单位焦耳焦耳,简称焦(,简称焦(J)。)。P=UI;U、I这关联方向时取正。这关联方向时取正。P0元件吸收功率;元件吸收功率;P0产生功率。产生功率。(第(第2个符号法则)个符号法则)电路分析基础第一部分:1-2 8/30电荷守恒电荷守恒:电荷既不能创造,又不能消灭电荷既不能创造,又不能消灭。KCL:流进(流出):流进(流出)一个节点一个节点的的电流代数和电流代数和为零。为零。电路分析基础第一部分:1-2 22/30KVL数学表达式:数学表达式:K uk(
4、t)=0 (1-15)k=0KVL定义:定义:对于任一集总电路的任一回路,在任意时刻,沿着对于任一集总电路的任一回路,在任意时刻,沿着 该回路的所有支路的电压代数和为零该回路的所有支路的电压代数和为零。1 3 4 2 5 6+u1 a+u4_u2+u5_+u6 ei4i6i5i1i2i3 c d b+u3 IIIIII(第(第3个符号法则)个符号法则)叠加定理:叠加定理:线性电路中某个支路元件上的电压或电线性电路中某个支路元件上的电压或电 流的响应值,等于电路中流的响应值,等于电路中每个独立电源分别施每个独立电源分别施 加在该元件上的线性响应的总和。加在该元件上的线性响应的总和。(2)电流源为
5、零相当于)电流源为零相当于开路开路。处理办法:处理办法:(1)电压源处理为零相当于电压源处理为零相当于短路短路;注意注意:计算每个独立电源的响应时,计算每个独立电源的响应时,不能改变原有不能改变原有 电路的电路的拓扑结构拓扑结构。除了当前电源外,其它电。除了当前电源外,其它电 源必须作源必须作零处理零处理。电路分析基础电路分析基础第一部分:第五讲第一部分:第五讲33/51含受控源电路叠加定理的应用:含受控源电路叠加定理的应用:+10V+2Ix 2 Ix3A图图1-83 含受控源输入的含受控源输入的 线性电路线性电路 1 例例1-22 用叠加定理求用叠加定理求Ix。解:解:受控源只能受控源只能继
6、续继续保保留留在电路内在电路内。电路分析基础电路分析基础第一部分:第五讲第一部分:第五讲44/51(1)首先考虑只有电压源,电流源开路。)首先考虑只有电压源,电流源开路。+10V+2Ix 2 Ix(1)电流源开路电流源开路 1 这是一个简单的网这是一个简单的网孔回路,由孔回路,由KVL得:得:Ix=2A 3Ix+2Ix=10电路分析基础电路分析基础第一部分:第五讲第一部分:第五讲45/51 (2)其次考虑只有电流源,电压源短路。)其次考虑只有电流源,电压源短路。+2Ix”2 Ix”3A(2)电压源短路电压源短路 1 I”利用支路电流法得:利用支路电流法得:所以:所以:Ix”=0.6A 2 Ix
7、”+I”+2 Ix”=0 (KVL及及VAR)I”Ix”=3 (KCL)电路分析基础电路分析基础第一部分:第五讲第一部分:第五讲46/51电路分析基础第一部分:1-1 7/15解解:复习题复习题12:求图示电路中求图示电路中a、b端的等效电阻端的等效电阻Rab。Rab=R2+R1/0=R2电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:2-1 10/23R11im1+R12im2+R1mimm=us11R21im1+R22im2+R2mimm=us22Rm1im1+Rm2im2+Rmmimm=usmm(2-4)一般网孔电流方程:一般网孔电流方程:网孔分析法只适用于平面电路!网孔分析法只适用于平面电
8、路!电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:2-1 22/23例例2-4 用网孔法求图用网孔法求图2-5所示含受控源电路中的所示含受控源电路中的 Ix。解:解:首先把受控源看成独立源,按照正文中所概括的规首先把受控源看成独立源,按照正文中所概括的规则写出则写出“初步的初步的”网孔方程,网孔方程,再把受控源的控制量用网再把受控源的控制量用网孔电流表示,孔电流表示,就可得到如(就可得到如(2-4)式所示的网孔方程。)式所示的网孔方程。10 +6V 图图2-5 例例2-42 4+4V +8Ix Im1Im2Ix 2Im1+6Im2=4+8Ix12Im1 2Im2=6 8Ix由于由于Ix=Im2故
9、得故得12Im1+6Im2=6 2Im1 2Im2=4电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:2-2 9/23 G11un1+G12un2+G1(n-1)un(n-1)=is11 G21un1+G22un2+G2(n-1)un(n-1)=is22.G(n-1)1un1+G(n-1)2un2+G(n-1)(n-1)un(n-1)=is(n-1)(n-1)(2-9)一般节点电压方程:一般节点电压方程:有有n个节点的电路,按照相同个节点的电路,按照相同 的规则可得的规则可得(n-1)个方程如下:个方程如下:电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:2-2 22/23例例2-9 试为图试为图2-
10、13所示含受控电流源的电路列写出节所示含受控电流源的电路列写出节 点方程。点方程。1gux图图2-13 例例2-9+uxR1R2R3R4is32解:解:在把受控电在把受控电流源流源暂时看作独立电流暂时看作独立电流源列出方程后源列出方程后,再设法,再设法把受控源的控制量用节把受控源的控制量用节点电压表示,代回原方点电压表示,代回原方程。程。电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:2-2 23/23节点节点 1(G1+G2)un1 G2un2=is G2un1+(G2+G3)un2=gux 节点节点 2 G4un3=gux节点节点 3 受控源的控制量受控源的控制量 ux 与节点电与节点电压之间
11、的压之间的关系式为关系式为ux=un1 un2 代入节点方程代入节点方程可得可得(G1+G2)un1 G2un2=isgun1 gun2+G4un3=0 (G2+g)un1+(G2+G3+g)un2=0 1gux+uxR1R2R3R4is32 第二章结束第二章结束电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5(续续)内容回顾内容回顾 +iuNu s+Nab+iuNu s+abu=us 一些常用的等效法则!一些常用的等效法则!电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5(续续)内容回顾内容回顾 +iuNi sNab+iuNabi si=is+iu(a)u sab+R+iu(b)i sR
12、abu=us Rii=i s u/Ru s=Ri s电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 1/29戴维南戴维南(Thevenin)定理:定理:线性单口网络线性单口网络 N,就其,就其端口来看,可等效为一个电压源串联电阻支路端口来看,可等效为一个电压源串联电阻支路(图图4-42a)。电压源的电压等于该网络。电压源的电压等于该网络 N 的开路电压的开路电压uoc(图图b);串联电阻;串联电阻R o 等于该网络中所有独立源为零值时所得等于该网络中所有独立源为零值时所得的网络的网络N0的等效电阻的等效电阻Rab(图图c)。这就是说:这就是说:若线性含源单口网络的端口的若线性含源单口网络的
13、端口的VAR可表示可表示为为u=uoc Roi (4-27)电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 2/29 NMabi+uMabi+uuocRo=(a)Na+uocb(b)N0abRab=Ro(c)图图4-42 戴维南定理戴维南定理 N线性含源单口网络;线性含源单口网络;N0N中所有独立源为零值时所得的网络中所有独立源为零值时所得的网络 M任意的外电路任意的外电路电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 17/29 戴维南等效电路的输出电阻的第戴维南等效电路的输出电阻的第3种求法:种求法:为为 Ro=uoc/isc即用:即用:(a)开路电压开路电压 uoc (b)短路电
14、短路电流流 isc,即可确定,即可确定戴维南等效电路。戴维南等效电路。电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 25/29 在戴维南定理求等效电阻在戴维南定理求等效电阻Ro时,时,单口网络单口网络No所有所有电源为零值,但电源为零值,但受控源仍需保留受控源仍需保留。电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 27/29 例例4-17 求图求图4-52所示电路的戴维南等效电路。所示电路的戴维南等效电路。解:解:10V+b1ki0.5i1ka图图4-52 例例4-17电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 28/29 先求开路电压先求开路电压uoc。可利用原电路图。此
15、时,可利用原电路图。此时,i 既为零,既为零,CCCS电流电流0.5i也就为零,相当于开路。各电阻上也无电压,故得也就为零,相当于开路。各电阻上也无电压,故得uoc=uab=10V 再把原电路短路。再把原电路短路。设短路电流设短路电流 isc 方向如图中所示,则方向如图中所示,则CCCS电流电流0.5isc,且方向与图,且方向与图4-52中的相反(为什么?)。中的相反(为什么?)。10V+b1k0.5 isc1ka图图4-53 (a)isc10V+b1k500isc1ka图图4-53 (b)isc+电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 29/29 经过电源等效变换得图经过电源等效
16、变换得图(b),由此可得由此可得 10+2000isc 500isc=01500isc=10isc=1501A根据根据(4-29)式,式,得得Ro=iscuoc=1500 电路(一)标准答案及说明电路(一)标准答案及说明 3/153。求戴维南等效电路求戴维南等效电路答:戴维南等效的基本规答:戴维南等效的基本规则:开路电压和等效电阻。则:开路电压和等效电阻。本题中,等效电阻可本题中,等效电阻可以令各独立源为零,即以令各独立源为零,即 Ro=10 ;开路电压根据开路电压根据KVL,由两部分组成:上边的由两部分组成:上边的5V和下边的和下边的510=50V,合起来为合起来为 Uoc=55V。不要被上
17、边的不要被上边的10A电流源迷惑!与电流源迷惑!与电压源并联的元件为多余元件,这里充其电压源并联的元件为多余元件,这里充其量是为量是为5V电压源充电,对电路没有什么贡电压源充电,对电路没有什么贡献。献。10 5V+Uoc+Ro5A10 5V10A+5A电路分析基础电路分析基础第一部分:第一部分:4-5 1/4 诺顿诺顿(Norton)定理:定理:线性含源单口网络线性含源单口网络 N,就其,就其端口来看,可等效为一个电流源并联电阻的结合端口来看,可等效为一个电流源并联电阻的结合(图图4-59a)。电流源的电流等于该网络。电流源的电流等于该网络 N 的短路电流的短路电流isc;并联;并联电阻电阻
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