简单电阻电路的等效变换分析法ppt课件.ppt
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1、1Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用l 重点:第2章 电路的等效变换分析法(2 2)电阻的串联、并联的等效变换)电阻的串联、并联的等效变换(4 4)有伴电压源和有伴电流源的等效变换)有伴电压源和有伴电流源的等效变换(3 3)YY 变换变换(1 1)电路等效的概念)电路等效的概念2Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商
2、品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 任何一个复杂的电路任何一个复杂的电路,向外引出两个端钮,且从一个端子向外引出两个端钮,且从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流,则称这一电路为二端流入的电流等于从另一端子流出的电流,则称这一电路为二端网络或一端口网络。网络或一端口网络。概念概念无无源源无无源源一一端端口口二、二端网络等效的定义二、二端网络等效的定义 两个二端网络(一端口网络),当其端口具有完全相同的电两个二端网络(一端口网络),当其端口具有完全相同的电压、电流关系压、电流关系,则称它们是等效的。则称它们
3、是等效的。ii一、二端网络一、二端网络3Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用B+-uiC+-ui等效等效BACA应该明确应该明确(1 1)电路等效变换的条件)电路等效变换的条件 两电路在端口处完全相同,即对任意外电路均相同的两电路在端口处完全相同,即对任意外电路均相同的VCRVCR。(2 2)电路等效变换的含义)电路等效变换的含义 “对外等效,对内不等效对外等效,对内不等效”,即对没有作变换的外电
4、路等效,即对没有作变换的外电路等效,但所得等效电路与被代换的电路相比,其内部结构已发生变化,但所得等效电路与被代换的电路相比,其内部结构已发生变化,故内部工作情况一般不同,所以这两者内部彼此不等效;故内部工作情况一般不同,所以这两者内部彼此不等效;4Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(5 5)电路等效变换的目的:)电路等效变换的目的:简化电路,方便计算。简化电路,方便计算。(3 3)电路等效变换
5、后外电路中待求解量的不变性)电路等效变换后外电路中待求解量的不变性 任一电路的任一部分被等效代换后,该电路中其他未作变化部任一电路的任一部分被等效代换后,该电路中其他未作变化部分即外电路的电流、电压和功率等所有量均保持不变,即等效电路分即外电路的电流、电压和功率等所有量均保持不变,即等效电路和被作等效的电路对于任意外电路具有完全等同的效果。和被作等效的电路对于任意外电路具有完全等同的效果。两个电路等效是由它们固有的物理本质所决定的,因而与它们两个电路等效是由它们固有的物理本质所决定的,因而与它们端口电压和端口电流参考方向的选取无关。端口电压和端口电流参考方向的选取无关。(4 4)电路等效与它们
6、的端口电流与电压参考方向的选取无关。)电路等效与它们的端口电流与电压参考方向的选取无关。注意:注意:以上关于等效的概念对于二端及多端电路或网络都是普遍适用的。以上关于等效的概念对于二端及多端电路或网络都是普遍适用的。5Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.1 2.1 电阻的串联、并联和混联电阻的串联、并联和混联(1 1)电路特点电路特点一、电阻串联一、电阻串联(Series Connection
7、 of Resistors)(Series Connection of Resistors)+_R1R n+_U ki+_u1+_unuRk(a)(a)各电阻各电阻首尾相首尾相连,流过同一电流连,流过同一电流 (KCL)(KCL);(b)(b)总电压等于各串联电阻的电压之和总电压等于各串联电阻的电压之和 (KVL)(KVL)。6Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 由由KVLKVL和欧姆定律可得和
8、欧姆定律可得结论:结论:电阻串联,其等效电阻等于相串联的各电阻之和。电阻串联,其等效电阻等于相串联的各电阻之和。(2)(2)等效电阻等效电阻u+_R e qi+_R1R n+_U ki+_u1+_unuRk等效等效等效电阻等效电阻7Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)(3)串联电阻的分压关系串联电阻的分压关系(1 1)串联电路的总电压等于相串联各电阻分得的电压之和;)串联电路的总电压等于相串
9、联各电阻分得的电压之和;(2 2)电阻大者分得的电压大,即电阻串联分压与电阻值成正比。)电阻大者分得的电压大,即电阻串联分压与电阻值成正比。由上面分压公式可得相串联电阻的电压之比:由上面分压公式可得相串联电阻的电压之比:结论:结论:u1:u2:un=R1:R2 :Rn8Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 注注意意参参考考方方向向!例例两个电阻的分压关系。两个电阻的分压关系。+_uR1R2+-u1
10、-u2i+9Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(4)(4)功率功率p1=R1i2,p2=R2i2,pn=Rni2p1:p2:pn=R1:R2 :Rn 总功率总功率:p=ui=(u1+u2+un)i =u1i+u2i+uni =(R1+R2+Rn)i2 =R1i2+R2i2+Rni2 =p1+p2+pn 又有又有 p=R1i2+R2i2+Rni2 Reqi2(1 1)电阻串联电路消耗的总功率等于相
11、串联各电阻消耗的功率之和;)电阻串联电路消耗的总功率等于相串联各电阻消耗的功率之和;(2 2)电阻值大者消耗的功率值也大,即电阻串联时,各电阻消耗的功)电阻值大者消耗的功率值也大,即电阻串联时,各电阻消耗的功 率与电阻值的大小成正比。率与电阻值的大小成正比。结论结论:由于由于故得故得10Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、电阻并联二、电阻并联 (Parallel Connection)(Par
12、allel Connection)inR1R2RkRni+ui1i2ik_(1)(1)电路特点电路特点(a)(a)各电阻各电阻首尾首尾分别分别相连,相连,两端为同一电压两端为同一电压(KVL)(KVL);(b)(b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和总电流等于流过各并联电阻的电流之和(KCL)(KCL)。i=i1+i2+ik+in11Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用等效等效由由KCLKCL和欧
13、姆定律可得和欧姆定律可得(2)(2)等效电导等效电导+u_iReqinR1R2RkRni+ui1i2ik_12Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用等效电导等效电导 n n个电阻相并联,其等效电阻的倒数等于各并联电阻的个电阻相并联,其等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和,或者说,倒数之和,或者说,n n个电导相并联,其等效电导等于各并个电导相并联,其等效电导等于各并联电导之和。联电导之和。结论:结
14、论:13Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3 3)并联电阻的电流分配关系)并联电阻的电流分配关系电流分配与电阻成反电流分配与电阻成反比,与电导成正比比,与电导成正比由上面分流公式可得相并联电阻的电流之比:由上面分流公式可得相并联电阻的电流之比:i i1 1:i:i2 2:i in n=G=G1 1:G:G2 2:G Gn n结论:结论:(1 1)电阻并联电路的总电流等于相并联各电阻分得的电流之
15、和)电阻并联电路的总电流等于相并联各电阻分得的电流之和;(2 2)电阻值越大者分得的电流越小,电导值越大者分得的电流越大,)电阻值越大者分得的电流越小,电导值越大者分得的电流越大,前者成反比关系,后者成正比关系。前者成反比关系,后者成正比关系。14Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用对于两电阻并联,有:对于两电阻并联,有:R1R2i1i2i15Teaching Group of Electrica
16、l Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(4 4)功率)功率p1=G1u2,p2=G2u2,pn=Gnu2p1:p2:pn=G1:G2 :Gn结论:结论:总功率总功率:p=ui=(i1+i2+in)u=i1u+i2u+inu =(G1+G2+Gn)u2 =G1u2+G2u2+Gnu2 =p1+p2+pn又有又有 p=G1u2+G2u2+Gnu2 Gequ2由于由于故得故得例如例如p1:p2=R2:R1(1 1)电阻并联电路消耗的总功率等于相并联各电阻消耗
17、的功率之和;)电阻并联电路消耗的总功率等于相并联各电阻消耗的功率之和;(2 2)电阻值大者消耗的功率小,即电阻并联时,各电阻消耗的功率)电阻值大者消耗的功率小,即电阻并联时,各电阻消耗的功率 与电阻值的大小成反比。与电阻值的大小成反比。16Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、电阻的串并联三、电阻的串并联 例例 电路中即有电阻的串联,又有电阻的并联,电路中即有电阻的串联,又有电阻的并联,这种连接
18、方式称电阻的串并联,又称混联。这种连接方式称电阻的串并联,又称混联。计算各支路的电压和电流。计算各支路的电压和电流。i1+-i2i3i4i518 6 5 4 12 165V165V165165Vi1+-i2i318 9 5 6 等效等效17Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例例解解 用分流方法用分流方法 用分压方法用分压方法 求:求:I I1 1,I,I4 4,U,U4 4。+_2R2R2R2R
19、RRI1I2I3I412V_U4+_U2+_U1+18Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤:从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤:(1 1)求出等效电阻或等效电导;)求出等效电阻或等效电导;(2 2)应用欧姆定律求出总电压或总电流;)应用欧姆定律求出总电压或总电流;(3 3)应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压。)应用欧姆定律或分压、分流
20、公式求各电阻上的电流和电压。以上各步骤关键在于正确识别各电阻的串联与并联关系以上各步骤关键在于正确识别各电阻的串联与并联关系!例例6 6 1515 5 5 5 5 d dc cb ba a求求:Rab,Rcd:Rab,Rcd等效电阻是针对电路中所指定的等效电阻是针对电路中所指定的两端而言的,否则毫无意义。两端而言的,否则毫无意义。19Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例例6060 100100
21、5050 1010 b ba a4040 8080 2020 求求:R Rabab100100 6060 b ba a4040 2020 100100 100100 b ba a2020 6060 100100 6060 b ba a120120 2020 R Rabab7070 等效等效等效等效等效等效20Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例例1515 2020 b ba a5 5 6 6 6
22、 6 7 7 求求:Rab1515 b ba a4 4 3 3 7 7 1515 2020 b ba a5 5 6 6 6 6 7 7 1515 b ba a4 4 1010 Rab10 0 缩和无电阻支路!缩和无电阻支路!等效等效等效等效等效等效21Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用例例b ba ac cd dRRRR求求:R Rabab由于是对称电路,由于是对称电路,c c、d d为等电位为
23、等电位b ba ac cd dRRRRb ba ac cd dRRRRii1ii2短路短路断路断路根据电流根据电流分配关系分配关系22Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2 2.2 电阻的星形联接与三角形联接的等效变换电阻的星形联接与三角形联接的等效变换 (Y Y 变换变换)一、电阻的一、电阻的 ,Y Y连接连接 Y Y型型网络网络 型型网络网络 R12R31R23123R1R2R3123b
24、ba ac cd dR1R2R3R4包含包含三端网三端网络络三端网络三端网络23Teaching Group of Electrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 ,Y Y 网络的变形形式网络的变形形式 型电路型电路(型型)T T 型电路型电路(Y Y、星、星 型型)对于对于 、Y Y连接连接电路,当它们的电阻满足一定的关系时,能电路,当它们的电阻满足一定的关系时,能够相互够相互等效。等效。结论结论24Teaching Group of El
25、ectrical Appliance and Innovation经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用u23 R12R31R23i3 i2 i1 123+u12 u31 R1R2R3i1Yi2Yi3Y123+u12Yu23Yu31Y i1 =i1Y,i2 =i2Y,i3 =i3Y,u12 =u12Y,u23 =u23Y,u31 =u31Y 二、二、YY 等效变换的条件等效变换的条件等效条件:等效条件:25Teaching Group of Electrical Appliance and Innova
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