直流电路分析ppt课件.ppt

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1、直流电路分析ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 我们的生活就像一场持续的战斗，我们的生活就像一场持续的战斗，重要的不是你能使多大的力量挥拳击重要的不是你能使多大的力量挥拳击打，而是打，而是你能承受多大的打击然后继你能承受多大的打击然后继续前进续前进。史泰龙复习：复习：1.橙橙蓝蓝棕棕银银2.红红紫紫黑黑棕棕绿绿361011036 101 =360 （10%）色环电阻值的读值色环电阻值的读值2701010.5 270 101 =2700 （0

2、.5%）3 电源模型电源模型一、电压源模型一、电压源模型1.理想电压源理想电压源+-US经典特点：经典特点：在其两端产生恒定电压在其两端产生恒定电压2.实际电压源实际电压源ER0OO+-ER0OO任何一个电源，都含有电动势任何一个电源，都含有电动势E和内阻和内阻R0；在分析与计算电路时，往；在分析与计算电路时，往往把它们分开，组成由往把它们分开，组成由E和和R0串联的电路模型。串联的电路模型。3.手电筒电路模型手电筒电路模型+-ER0OORL+-U 电路分析电路分析E=U+R0U=E -R0 外特性曲线外特性曲线（1）开路时）开路时=U=（2）短路时）短路时U=ER00,E0,UEER0UR0

3、由图知：由图知：1）R0 越小，端点压越小，端点压U越接近于电源越接近于电源电压电压E。2）理想情况下，）理想情况下，R0=0 时，时，U E 此时，电源为理想电压源此时，电源为理想电压源。3）理想电压源实际上是不存在的，）理想电压源实际上是不存在的，但如果但如果 R0 RL ,端点压基本端点压基本 恒定，我们就可忽略内阻的影响，恒定，我们就可忽略内阻的影响，认为此电源为理想电源认为此电源为理想电源。二、电流源模型二、电流源模型1.理想电流源理想电流源S经典特点：经典特点：在电路中产生恒定电流在电路中产生恒定电流2.实际电流源实际电流源ER0OOSOOR03.手电筒电路模型手电筒电路模型S=电

4、路分析电路分析+-URLSOOR0+UR0=S-UR0 外特性曲线外特性曲线(P14)由图知由图知 R0 越大越大，输出电流越接，输出电流越接近于电源电流近于电源电流 s 。在理想状况况下，在理想状况况下，R0=时，输出电流时，输出电流恒等于恒等于电源电流。电源电流。此时电源为理想电源。此时电源为理想电源。理想电源在实际中是不理想电源在实际中是不存在的，但当存在的，但当电源内阻远大电源内阻远大于负载电阻时，我们可认定于负载电阻时，我们可认定是理想电流源。是理想电流源。+-USR0OOSOOR0三、电源模型间的等效变换三、电源模型间的等效变换SUSR0=转换公式：转换公式：4 基尔霍夫定律基尔霍

5、夫定律一、基尔霍夫电流定律一、基尔霍夫电流定律 KCL定律：定律：在电路中，在任意时刻，对于任一结点来说，在电路中，在任意时刻，对于任一结点来说，流入结点的电流之和等于流出电流之和。流入结点的电流之和等于流出电流之和。即即：入入=出出 举例：举例：注：支路的交点称之为注：支路的交点称之为结点。结点。123+=对对o点点 列列KCL方程：方程：123o另一种表述：另一种表述：任一瞬间，电路中流经任一结点的任一瞬间，电路中流经任一结点的代数和代数和恒等于零。恒等于零。即即：=0123+=-01.列方程式时要指定一个参考方向，如列方程式时要指定一个参考方向，如：流入为正，流出为负。流入为正，流出为负

6、。注意：注意：2.列列KCL方程是对某一结点列的，要指明节点。方程是对某一结点列的，要指明节点。123o对对o点点 列列KCL方程：方程：二、基尔霍夫电压定律二、基尔霍夫电压定律 KVL定律：定律：任一瞬时，沿任一任一瞬时，沿任一回路回路循行方向（顺时针方向或逆时针方向），循行方向（顺时针方向或逆时针方向），回路中各段电压的回路中各段电压的代数和代数和横等于零。横等于零。注：由支路组成的闭合电路称之为注：由支路组成的闭合电路称之为回路回路。举例：举例：即即：U=0abcdef+-abcdef+-+-列方程的步骤列方程的步骤1.确定回路和绕行方向确定回路和绕行方向2.确定各支路参考电确定各支路参

7、考电压的极性压的极性3.列列KVL方程方程abefa U a b+Ube U a f=0练习：练习：abcdefa规定电位降为正，电位升为负规定电位降为正，电位升为负如果从回路中任意一点出发，以顺如果从回路中任意一点出发，以顺时针或逆时针方向沿回路循行一周，时针或逆时针方向沿回路循行一周，则在这个方向上的电位降之和等于则在这个方向上的电位降之和等于电位升之和。电位升之和。人生的内涵人生的内涵:1.我是一个相信命运的人，人生其实在出生时就我是一个相信命运的人，人生其实在出生时就已注定。已注定。时间时间动动作作如果将个人的世界看成如果将个人的世界看成一个以时间为横坐标、一个以时间为横坐标、动作为纵

8、坐标的坐标系；动作为纵坐标的坐标系；你的人生就是系内的一条你的人生就是系内的一条有向有向曲线。曲线。回忆复习：回忆复习：已知：已知：Us=5v，=2A，R=5 S 求：电阻电压求：电阻电压 UR ,电流源两端流源两端电压 U+-USSR+-+-URUUR=解：解：SR=25=10 v利用利用KVL定律定律US +UR -U=0对电阻对电阻R利用欧姆定律利用欧姆定律U=5+10=15 v6 电阻的等效变换电阻的等效变换一、串并电阻值的计算一、串并电阻值的计算1.串联串联总电阻等于各电阻值之和总电阻等于各电阻值之和2.并联并联各支路电阻值的倒数和等于总电阻值的倒数各支路电阻值的倒数和等于总电阻值的

9、倒数3.混联混联局部串联合并，局部并联合并，在整体合并局部串联合并，局部并联合并，在整体合并例如：例如：二、等效代换二、等效代换用一个电阻代替多个串并联电阻叫做电阻的等效代换用一个电阻代替多个串并联电阻叫做电阻的等效代换7 支路电流法和叠加定理支路电流法和叠加定理一、支路电流法一、支路电流法支路电流法就是以支路电流为支路电流法就是以支路电流为待求量待求量，或者说将支路电流，或者说将支路电流设为设为变量，变量，利用基尔霍夫定律列出方程，解出支路电流的利用基尔霍夫定律列出方程，解出支路电流的一种方法。一种方法。举例：举例：abcdef+-123已知：已知：E1=140 V,E2=90 V，R1=2

10、0 ,R2=5 ,R3=6 abcdef+-R1R2R3E1E2123解解：b 结点利用结点利用KCL列方程得：列方程得：123+-=0abefa 列列KVL方程得：方程得：R11+3R3-E1=0cbedc 列列KVL方程得：方程得：（1）（2）（3）23R3R2+-E2=0123=4A=6A=10A规范规范作业的几点作业的几点建议建议和和要求：要求：1.在作业本封面的在作业本封面的右上角右上角要要标名学号标名学号。2.在写作业时要在写作业时要标明题号标明题号，按布置的作业去做。，按布置的作业去做。3.做作业要做作业要分清次数分清次数，解题时要字迹，解题时要字迹正规清晰正规清晰。4.要按时交

11、作业，作业成绩占平时成绩的要按时交作业，作业成绩占平时成绩的40%。平时成绩平时成绩（1）作业）作业 40%（2）出勤）出勤 40%（3）课堂表现）课堂表现 20%二、叠加定理二、叠加定理电路中如果有多个电源，则各个支路上的电流其实是电路中如果有多个电源，则各个支路上的电流其实是各电源在其支路上共同作用产生的。各电源在其支路上共同作用产生的。对线性电路，任何一条支路中的电流，都可以看成是对线性电路，任何一条支路中的电流，都可以看成是由电路中各个电源分别作用时，在此支路上产生的电由电路中各个电源分别作用时，在此支路上产生的电流的代数和。流的代数和。这就是叠加原理这就是叠加原理注意：注意：1.在考

12、虑某电源单独作用时，要假设其他独立电在考虑某电源单独作用时，要假设其他独立电源为零。源为零。即电压源短路，电流源断路。电阻保留即电压源短路，电流源断路。电阻保留原处。原处。2.求出各电源单独作用时的分电压、分电流后求出各电源单独作用时的分电压、分电流后进行叠加，最终求出总电压和电流。进行叠加，最终求出总电压和电流。在叠加时在叠加时要注意参考方向。要注意参考方向。3.叠加原理只应用于计算叠加原理只应用于计算线性电路线性电路的电压和电的电压和电流。流。例例1：+-R1R2R3U1U2已知已知：U1=20V,U2=5VR1=1 ,R2=7 R3=2 求：求：叠加定理：叠加定理：1）U1单独作用单独作

13、用R3+-R1R2U111 =U1R1+R2+R3=2A2)U2单独作用单独作用R3+-R1R2U222 =U2R1+R2+R3=0.5A3）叠加求电流）叠加求电流=1 -28 戴维宁定理戴维宁定理在有些情况下，我们只需要计算一个复杂电路中某一支路的在有些情况下，我们只需要计算一个复杂电路中某一支路的电流，如果用上节的方法来计算时会引出一些不需要的电流电流，如果用上节的方法来计算时会引出一些不需要的电流来。来。abcdef+-R1R2R3E1E2123例如：例如：为了使计算简便些，常常应用等效电源的方法。为了使计算简便些，常常应用等效电源的方法。一、等效电源一、等效电源电路分析时，如果只需计算

14、复杂电路中的一个支路时，可以电路分析时，如果只需计算复杂电路中的一个支路时，可以将这个支路划出，而把其余部分看作一个将这个支路划出，而把其余部分看作一个有源二端网络有源二端网络。有源二端网络就是有源二端网络就是一个具有两个出线端，里面含有电源的部一个具有两个出线端，里面含有电源的部分电路分电路。有有源源二二端端网网络络+-URL有源二端网络可以是简单或是任意有源二端网络可以是简单或是任意复杂的电路。但是不论它的简繁如复杂的电路。但是不论它的简繁如何，它对所要计算的这支路而言，何，它对所要计算的这支路而言，仅相当于一个仅相当于一个电源电源。我们在进行电路分析时完全可以将这个有源二端网络简化为我们

15、在进行电路分析时完全可以将这个有源二端网络简化为一个一个等效的电源等效的电源。对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，都可以对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，都可以用一条电压源和电阻串联的支路来等效代替用一条电压源和电阻串联的支路来等效代替。NabusRoab+二、戴维宁定理二、戴维宁定理这就是这就是戴维宁定理戴维宁定理。等效电压源等效电压源电压等于线性有源二端网络的开路电压电压等于线性有源二端网络的开路电压UO，等效等效电阻等于有源二端网络电阻等于有源二端网络除源除源(电压源短路，电流源断路）后两电压源短路，电流源断路）后两端间的电阻端间的电阻Ro。例例1:已知：已知：E1=140 V

16、,E2=90 V，R1=20 ,R2=5 ,R3=6 求：求：abcdef+-R1R2R3E1E2解题思路解题思路:+-R3+ER0abcdef+-R1R2E1E2UO+-有源二端网络：有源二端网络：abcdefa 列列KVL方程得：方程得：Uab+Ubc+E2 E1=0Uab=40VUbc=10VUO=100 V1)等效电源电压等效电源电压2）等效电源内阻）等效电源内阻abcdefR1R2R2对于有源二端网络的两端来说：对于有源二端网络的两端来说：R1和和R2两电阻并联两电阻并联R0=4+-R3+U0R03)等效电路图等效电路图=U0R0+R3=10A作业反映的问题：作业反映的问题：1.电压

17、电压参考方向参考方向问题问题 电压这个物理量表征的是具体某一元件电压这个物理量表征的是具体某一元件两端两端的电压降或者电位差。的电压降或者电位差。所以参考方向的一种表示方法是所以参考方向的一种表示方法是 大写符号大写符号 U 和和双下标双下标 小写字母小写字母 a b例如：例如：U a b表示：表示：a点的电位高，点的电位高，b点的电位低点的电位低。U a b =V a-V b 电路中某点的电位等于电路中某点的电位等于此点到参考点或此点到参考点或0电位点的电压降。电位点的电压降。2.关联关联与与非关联非关联问题问题其针对的是其针对的是某一具体元件某一具体元件而言。而言。今后，在对某一元件今后，

18、在对某一元件应用欧姆定律时要应用欧姆定律时要注意电压和电流的参考方向注意电压和电流的参考方向。3.KVL与与KCL的运用的运用先确定绕行方向，先确定绕行方向，根据绕行方向看电压参考极性根据绕行方向看电压参考极性列方程列方程通常电阻元件采用关联参考方向。通常电阻元件采用关联参考方向。即：即：一个元件，当它的电流参考方向假定以后，其电压一个元件，当它的电流参考方向假定以后，其电压的参考方向就不再任意假设了，而一定是把电压降方向的参考方向就不再任意假设了，而一定是把电压降方向设为电流的参考方向设为电流的参考方向；或当它的电压参考方向确定后，其电流的参考方向就不或当它的电压参考方向确定后，其电流的参考方向就不再任意假定了，而是一定电流的参考方向定为电压降方再任意假定了，而是一定电流的参考方向定为电压降方向。向。第二章第二章 正弦交流电路正弦交流电路