第2章电路的基本分析方法优秀PPT.ppt
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1、第2章电路的基本分析方法10/22/20221现在学习的是第1页，共42页第第2章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法基本要求基本要求o了解电源的两种模型及其等效变换；了解电源的两种模型及其等效变换；o了解支路电流法和结点电压法、理解叠加定理、了解支路电流法和结点电压法、理解叠加定理、戴维宁定理和最大功率传输定理。戴维宁定理和最大功率传输定理。10/22/20222现在学习的是第2页，共42页引引 言言线性电阻电路常用的分析方法：线性电阻电路常用的分析方法：1.运用等效变换法运用等效变换法 2.1 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换2.运用独立变量运用独立变量建立电路方程的方
2、法建立电路方程的方法 2.2 支路电流法支路电流法 2.3 结点电压法结点电压法3.运用电路定理运用电路定理 2.4 叠加定理叠加定理 2.5 戴维宁定理戴维宁定理第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法10/22/20223现在学习的是第3页，共42页2.1 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换2.1.1 2.1.1 等效变换的概念等效变换的概念等效变换的概念等效变换的概念n 二端（一端口）网络二端（一端口）网络 (one-port network)含两个引出端和外部电路相连的网络。含两个引出端和外部电路相连的网络。从一个端
3、子流入的电流一定等于从一个端子流入的电流一定等于从另一个端子流出的电流，从另一个端子流出的电流，i=i。有源二端网络有源二端网络:内部含有独立源的二端网络。内部含有独立源的二端网络。无源二端网络无源二端网络:内部不含有独立源的二端网络。内部不含有独立源的二端网络。第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法10/22/20224现在学习的是第4页，共42页o 等效等效(equivalent)如果两个二端网络如果两个二端网络N1、N2端口的伏安特性完全一端口的伏安特性完全一致，则称致，则称N1、N2等效。等效。N1+_uiN2+_ui=第第第第
4、2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.1.1 等效变换的概念等效变换的概念10/22/20225现在学习的是第5页，共42页o 等效变换等效变换(equivalent conversion)若两个二端网络若两个二端网络N1、N2等效，则等效，则N1、N2可以互换。可以互换。这个互换过程就称为等效变换。这个互换过程就称为等效变换。目的：目的：简化电路。简化电路。注：注：等效是指等效是指“对外等效对外等效”，指这两个二端网络对外电，指这两个二端网络对外电路而言在端口处的伏安关系完全相同，对其内部而言，路而言在端口处的伏安关系完全相同，对其内部而
5、言，这两个二端口网络是不相同的。这两个二端口网络是不相同的。第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.1.1 等效变换的概念等效变换的概念10/22/20226现在学习的是第6页，共42页2.1.2 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换由上图：由上图：U=US R0I由上图：由上图：U=R0 IS R0IIRLR0+USU+电压源电压源等效变换条件等效变换条件:US =R0ISRLR0UR0UISI+电流源电流源第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法10/22/202
6、27现在学习的是第7页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.1.2 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换注：注：电压源和电流源的等效变换只电压源和电流源的等效变换只对对外外电路而言，电路而言，对电源对电源内部则是内部则是不等效的。不等效的。例：当例：当RL=时，时，电压源的内阻电压源的内阻 R0 不损耗功率，不损耗功率，而电流源的内阻而电流源的内阻 R0 则损耗功率。则损耗功率。等效变换等效变换时，两电源的时，两电源的参考方向参考方向要一一对应。要一一对应。电流源的内电流指向电压源内电压的正极性端。电流源的内电
7、流指向电压源内电压的正极性端。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。10/22/20228现在学习的是第8页，共42页 与理想电压源并联的元件（电阻和电流源等）对外电路与理想电压源并联的元件（电阻和电流源等）对外电路的工作状态没有影响，在简化电路时可以去掉；与理想的工作状态没有影响，在简化电路时可以去掉；与理想电流源串联的元件（电阻和电压源等），简化电路时也电流源串联的元件（电阻和电压源等），简化电路时也可以去掉，不影响外电路的工作状态。可以去掉，不影响外电路的工作状态。第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基
8、本分析方法2.1.2 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换10/22/20229现在学习的是第9页，共42页例：例：试用电压源与电流源等效变换的方法计算试用电压源与电流源等效变换的方法计算2 电电阻中的电流。阻中的电流。解解解解:6V6V3 3 +12V12V2A2A6 6 1 1 1 1 2 2 I I(a)(a)2A2A3 3 1 1 2 2 2V2V+I I2A2A6 6 1 1 (b)(b)第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.1.2 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换10/22/202210现在学
9、习的是第10页，共42页 8V8V+2 2 2 2V V+2 2 I I(d)(d)2 2 由图由图(d)可得：可得：4A4A2 2 2 2 2 2 2V2V+I I(c)(c)第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.1.2 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换2A2A3 3 1 1 2 2 2V2V+I I2A2A6 6 1 1 (b)(b)10/22/202211现在学习的是第11页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.2 支路电流法支路电流法支路
10、电流法：支路电流法：以支路电流作为变量，应用基尔霍夫定律以支路电流作为变量，应用基尔霍夫定律 （KCL、KVL）列方程组求解。）列方程组求解。支路电流法的解题步骤支路电流法的解题步骤:1.在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路 标出回路绕行方向。标出回路绕行方向。2.应用应用 KCL 对结点对结点列出列出(n1)个独立的结点电流个独立的结点电流 方程。方程。n为电路的结点数。为电路的结点数。10/22/202212现在学习的是第12页，共42页3.应用应用 KVL 对回路对回路列出列出 b(n1)个个独立的回路独立的回路 电压方程电压方程（通常
11、可取通常可取网孔网孔列出列出）。b为支路数。为支路数。4.联立求解联立求解 b 个方程，求出各支路电流。个方程，求出各支路电流。第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.2 支路电流法支路电流法求得各支路电流后，即可求出具体支路上的元件求得各支路电流后，即可求出具体支路上的元件电压或者电流。电压或者电流。10/22/202213现在学习的是第13页，共42页ba+-US2R2+-R3R1US1例例：1 12 2I1I2I3对结点对结点 a：I1+I2I3=0对网孔对网孔 1：对网孔对网孔 2：R1 I1+R3I3=US1R2I2+R3I
12、3=US2第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.2 支路电流法支路电流法10/22/202214现在学习的是第14页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.3 结点电压法结点电压法2.3.1 结点电压的概念结点电压的概念 任选电路中某一结点为零电位参考点（用任选电路中某一结点为零电位参考点（用“”表表示），其他各结点对参考点的电压，称为结点电压。示），其他各结点对参考点的电压，称为结点电压。结点结点电压的参考方向从结点指向参考结点。电压的参考方向从结点指向参考结点
13、。2.3.2 2.3.2 结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法：结点电压法：以结点电压为未知量，列方程求解。以结点电压为未知量，列方程求解。在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律求在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律求出各支路的电流或电压。出各支路的电流或电压。10/22/202215现在学习的是第15页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.3.2 结点电压法结点电压法G3G5G2IS2IS1U1U2U3G4_+US结点电压方程的一般形式：结点电压方程的一般形式：Gkk第第k个结点的自电导（
14、个结点的自电导（总为正总为正）Gkjk结点和结点和j结点公共支路上的互电导（结点公共支路上的互电导（总为负总为负）ISkk第第k个结点的个结点的源电流源电流的代数和的代数和其中：其中：源电流：源电流：1 1）对电流源支路，则为电流源的电流）对电流源支路，则为电流源的电流2 2）对电压源支路，则为电压源等效为相应电流源的电流）对电压源支路，则为电压源等效为相应电流源的电流约定：流入结点的源电流取正；流出结点的源电流取负约定：流入结点的源电流取正；流出结点的源电流取负10/22/202216现在学习的是第16页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法
15、电路的基本分析方法2.3.2 结点电压法结点电压法G3G5G2IS2IS1U1U2U3G4_+US结点电压方程：结点电压方程：10/22/202217现在学习的是第17页，共42页b+R1US1R2US2R3IS1IS2a+_弥尔曼定理弥尔曼定理一般形式一般形式:注意：注意：与理想电流源串联的电阻与理想电流源串联的电阻不不应出现在表达式中应出现在表达式中。第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.3.2 结点电压法结点电压法10/22/202218现在学习的是第18页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法
16、电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.3.2 结点电压法结点电压法求开关求开关K断开和闭合两种情况下断开和闭合两种情况下A点的电位。点的电位。例例:3.9K3K20KAK+12V-12V解解K断开，电路可改成下图所示：断开，电路可改成下图所示：+_12V12V3K20K3.9KA10/22/202219现在学习的是第19页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.3.2 结点电压法结点电压法解解K闭合，电路可改成下图所示：闭合，电路可改成下图所示：+_12V12V3K20K3.9KA3.9K3K20KAK+12V-12V10
17、/22/202220现在学习的是第20页，共42页第第第第2 2章章章章 电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法电路的基本分析方法2.4 叠加定理叠加定理 在在线性电路线性电路中中，多个独立源共同作用时，在任一支路，多个独立源共同作用时，在任一支路产生的电流（或电压）等于各个独立源单独作用在该支产生的电流（或电压）等于各个独立源单独作用在该支路所产生的电流（或电压）的代数和。路所产生的电流（或电压）的代数和。叠加定理分析电路的步骤：叠加定理分析电路的步骤：1、将原电路分解为各个独立源单独作用的电路模型，、将原电路分解为各个独立源单独作用的电路模型，标出待求电流（电压）的参考方向
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