第二章电路元件及电路等效变换PPT讲稿.ppt
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1、第二章电路元件及电路等效变换第1页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 电阻元件的电路符号如图电阻元件的电路符号如图2-1-12-1-1(a a)所示)所示若其电压若其电压 和电流和电流是关联参考方向,则是关联参考方向,则一、电阻元件一、电阻元件线线 性性 电电 阻阻 的的 伏伏 安安 关关 系系(V V o ol lt ta ag ge e C C u u r rr re en n t t R R e el la at ti io on ns sh hi ip p简简 称称 V VC CR R)如如 图图2 2-1 1-1 1(b b)
2、所所 示示。图图2-1-1 2-1-1 电阻电路符号和电阻电路符号和VCRVCR曲线图曲线图第2页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.线性电阻满足欧姆定律线性电阻满足欧姆定律当电阻上电流和电压为非关联方向:当电阻上电流和电压为非关联方向:电阻的单位是欧姆(电阻的单位是欧姆()当电压和电流为关联参考方向时,电阻消耗的功率:当电压和电流为关联参考方向时,电阻消耗的功率:2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第3页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.从能量关系上看,电阻是将吸收的电能转换为从能量关系上看,电阻是将吸收的电能转换为热能消耗掉的一种耗能元件。热能消耗掉的一种耗
3、能元件。并且,电阻元件是一种无源元件和无记忆并且,电阻元件是一种无源元件和无记忆元件。元件。电阻还可以用电导表示,电导的符号为电阻还可以用电导表示,电导的符号为G G,其定义为:,其定义为:(2-1-2)(2-1-2)电导值也是正的常量,电导的单位为西门子(电导值也是正的常量,电导的单位为西门子()2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第4页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.短路短路开路开路由欧姆定律可知,当由欧姆定律可知,当时,时,i=i=0 0,电阻两端处于开路状态。,电阻两端处于开路状态。时,时,u u=0=0,电阻两端处于短路状态。,电阻两端处于短路状态。电路的电
4、路的开路开路和和短路短路它们的它们的VCRVCR曲线如图曲线如图2-1-32-1-3所示。所示。图图2-1-32-1-3开路开路与与短路短路的的VCRVCR特性曲线特性曲线2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第5页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.理想电压源简称理想电压源简称电压源电压源,是一种端电压总,是一种端电压总能保持确定值的二端元件,是发电机、蓄电池、能保持确定值的二端元件,是发电机、蓄电池、干电池等实际电源的理想模型。电压源的电路干电池等实际电源的理想模型。电压源的电路符号如图符号如图2-1-42-1-4(a a)所示。)所示。1.1.电压源电压源图图2-1-
5、4 2-1-4 理想电压源电路模型和理想电压源电路模型和VCRVCR特性曲线特性曲线2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第6页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.1 1)端电压为确定的值且与流过的电流无关。直)端电压为确定的值且与流过的电流无关。直流电压源的电压流电压源的电压 是常数,是常数,VCRVCR曲线如图曲线如图2-1-2-1-4(b)4(b)所示。所示。电压源有如下特点:电压源有如下特点:2 2)流过电压源的电流是任意的,就是说流过电)流过电压源的电流是任意的,就是说流过电压源的电流由与它相连的外电路决定。压源的电流由与它相连的外电路决定。3 3)电压源不能短路
6、,因为短路时电流为无穷大,)电压源不能短路,因为短路时电流为无穷大,这是不允许的。这是不允许的。2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第7页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第8页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.例例2-1-1 2-1-1 一个单回路电路如图一个单回路电路如图2-52-5所示,已知所示,已知求回路电流及电压求回路电流及电压图图2-1-5 2-1-5 例题例题2-1-12-1-1图图2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第9页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.解:设回路电流解
7、:设回路电流 的参考方向和各电阻的电压的参考方向和各电阻的电压参考极性如图参考极性如图2-1-52-1-5所示,根据所示,根据KVLKVL可得:可得:由欧姆定律有由欧姆定律有 将式(将式(2-42-4)代入()代入(2-32-3)得)得 (2-1-32-1-3)(2-1-42-1-4)2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第10页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.(i i为正值说明实际方向与参考方向一致)根据为正值说明实际方向与参考方向一致)根据上图所标极性,沿右半回路计算上图所标极性,沿右半回路计算若沿左边路径计算,结果也一样,这说明电压与若沿左边路径计算,结果也一样,
8、这说明电压与计算路径无关。计算路径无关。为正值,说明为正值,说明a a点电位高于点电位高于b b点电位点电位2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第11页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.例例2-1-22-1-2电路中某段含源支路电路中某段含源支路如图如图2-1-62-1-6所示所示求电流求电流已知已知图图2-1-6 2-1-6 例题例题2-1-22-1-2图图2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第12页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.图图2-1-72-1-7解:解:先标注各电阻上电压的参考极性,先标注各电阻上电压的参考极性,如图如图2-1-72
9、-1-7所示,列写所示,列写KVLKVL方程为:方程为:2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第13页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.图图2-1-82-1-8若对电阻上电压的参考极性换一种设法,如图若对电阻上电压的参考极性换一种设法,如图2-1-82-1-8所示所示 则有:则有:两次计算结果相同。说明参考极性是可以随意两次计算结果相同。说明参考极性是可以随意设定的,但无论怎样设定,并不影响最终结果。设定的,但无论怎样设定,并不影响最终结果。2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第14页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.图图2-1-9 2-1-9 理
10、想电流源电路模型和理想电流源电路模型和VCRVCR特性曲线图特性曲线图 理想电流源简称理想电流源简称电流源电流源,是能输出恒定电流,是能输出恒定电流值或电流是一定时间函数的二端元件,是光电池值或电流是一定时间函数的二端元件,是光电池和某些电子电路实现的实际电流源的理想模型。和某些电子电路实现的实际电流源的理想模型。电流源的符号和电流源的符号和VCRVCR曲线如图曲线如图2-1-9(a),(b)2-1-9(a),(b)所示。所示。2.2.电流源电流源2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第15页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.2 2)电流源的端电压是任意的,或者说由与它)
11、电流源的端电压是任意的,或者说由与它相连的外部电路决定。相连的外部电路决定。3 3)电流源两端不能开路,因为开路时电流源)电流源两端不能开路,因为开路时电流源端电压为无穷大,这不允许。端电压为无穷大,这不允许。电流源的特性:电流源的特性:1 1)电流源的输出电流与端电压无关。即电流源的电)电流源的输出电流与端电压无关。即电流源的电流值不受外电路影响。流值不受外电路影响。2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第16页,共60页,编辑于2022年,星期二VCR:开路电压:开路电压:短路电流:短路电流:2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第17页,共60页,编辑于2022年
12、,星期二1.1.图图2-1-10 2-1-10 例例2-1-32-1-3图图例例2-1-32-1-3计算图计算图2-1-102-1-10电路中电阻两端电压,电流电路中电阻两端电压,电流源的端电压及电流源和电压源吸收的功率。源的端电压及电流源和电压源吸收的功率。2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第18页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.解:解:R R与电流源串联,其电流即为电流源的电流与电流源串联,其电流即为电流源的电流再由再由KVLKVL得:得:电压源吸收的功率为:电压源吸收的功率为:电流源吸收的功率为:电流源吸收的功率为:功率为负,说明电流源供出功率。功率为负,说明
13、电流源供出功率。功率为正,说明电压源吸收功率。功率为正,说明电压源吸收功率。2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第19页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.通过上面例题可以看到,在电路中,独立源的功率通过上面例题可以看到,在电路中,独立源的功率可正可负,可正可负,独立源吸收功率;独立源吸收功率;则独立源供出功率。则独立源供出功率。2-1 2-1 电阻元件与独立源电阻元件与独立源 第20页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络 所谓所谓二端网络二端网络,是指网络只有两个端钮与外,是指网络只有两个端钮与外电路相联接。电路相联接。等
14、效等效的概念:设有两个二端网络的概念:设有两个二端网络 ,如,如图图2-2-12-2-1所示,若两个网络对外表现出的电流和所示,若两个网络对外表现出的电流和电压的伏安关系完全相同,则两个二端网络是等电压的伏安关系完全相同,则两个二端网络是等效的。效的。图图2-2-1 2-2-1 等效概念示意图等效概念示意图第21页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.注意:注意:等效概念是对外部电路而言,即对外等效,等效概念是对外部电路而言,即对外等效,也就是说,对于任一外电路也就是说,对于任一外电路M M,这这两个不同的二端网络具有完全相同的作用。两个不同的二端网络具有完全相同的作用。2-2 2-2
15、等效二端网络等效二端网络第22页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.图图2-2-2 2-2-2 电阻的串联等效示意图电阻的串联等效示意图一、电阻的串联一、电阻的串联 (2-2-1)(2-2-1)与与 等效。式等效。式2-2-12-2-1就是电阻的串联等效公式。就是电阻的串联等效公式。是是 串联的等效电阻。串联的等效电阻。2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络第23页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.串联分压的关系:串联分压的关系:图图2-2-3 2-2-3 电阻的串联分压关系示意图电阻的串联分压关系示意图 各分电压的比等于各分各分电压的比等于各分电阻之比,即电阻之比,即(2
16、-2-2)(2-2-2)2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络第24页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.图图2-2-4 2-2-4 电阻的并联等效示意图电阻的并联等效示意图 二、电阻的并联二、电阻的并联若干电阻并联如图若干电阻并联如图2-2-42-2-4所示,总等效电导为:所示,总等效电导为:2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络第25页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.或用电阻表示:或用电阻表示:并联电路的分流关系为:并联电路的分流关系为:各分电流之比等于各各分电流之比等于各分电导之比,即分电导之比,即图图2-2-5 2-2-5 电阻的并联分流关系示意图电阻的并联分流
17、关系示意图2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络第26页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.例例2-2-1 2-2-1 求图求图2-2-62-2-6混联电阻网络的等效电阻混联电阻网络的等效电阻 图图2-2-6 2-2-6 混联电路等效电混联电路等效电阻的求解示意图阻的求解示意图解:解:其中2-2 2-2 等效二端网络等效二端网络第27页,共60页,编辑于2022年,星期二1.1.Y Y 网络都具有三个端子与外电路相连接。网络都具有三个端子与外电路相连接。其结构分别如图其结构分别如图2-3-1 2-3-1(a a)(b)(b)所示。所示。图图2-3-1 2-3-1 Y/网络结构图网络结
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- 第二 电路 元件 等效 变换 PPT 讲稿
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