电路邱关源第五版课件4第三章直流.ppt

《电路邱关源第五版课件4第三章直流.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路邱关源第五版课件4第三章直流.ppt（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、BUCT2.1 2.1 引言引言2.2 2.2 电路的等效变换电路的等效变换2.3 2.3 电阻的串联和并联电阻的串联和并联2.4 2.4 电阻的电阻的Y Y形联结和形联结和 形联结的等效变换形联结的等效变换2.5 2.5 电压源、电流源的串联和并联电压源、电流源的串联和并联2.6 2.6 实际电源的两种模型及其等效变换实际电源的两种模型及其等效变换2.7 2.7 输入电阻输入电阻第二章第二章 电阻电路的等效变换电阻电路的等效变换 1BUCT一端口无源网络输入电阻的定义：一端口无源网络输入电阻的定义：一端口无源网络输入电阻的定义：一端口无源网络输入电阻的定义：Ri =u/i(1)当一端口无源网

2、络当一端口无源网络由纯电阻构成由纯电阻构成时，可用电阻的串并时，可用电阻的串并联、联、Y/变换化简求得。变换化简求得。(2)当一端口无源网络内当一端口无源网络内含有受控源含有受控源时，可采用时，可采用电压法电压法电压法电压法（或或电流法）电流法）电流法）电流法）求得。求得。2.7 输入电阻输入电阻无无源源+u_i2BUCT电压法：端口处加电压法：端口处加电压法：端口处加电压法：端口处加us,其端口产生其端口产生其端口产生其端口产生i，求比值，求比值us/i。电流法：端口处加电流法：端口处加电流法：端口处加电流法：端口处加 is，其端口形成其端口形成其端口形成其端口形成u，求比值，求比值u/is

3、。i无无源源us+_Ri=us /iRi=u /is(2)当一端口无源网络内当一端口无源网络内含有受控源含有受控源时，可采用时，可采用电压法电压法电压法电压法（或或电流法）电流法）电流法）电流法）求得。求得。无无源源is+_u3BUCT外加电压法求电阻外加电压法求电阻外加电压法求电阻外加电压法求电阻例：例：求电路入端等效电阻：求电路入端等效电阻：1k 1k 0.5I+_UI500I_1k+_UI+1k 电源变换电源变换_2k I+500IUs+_列列KVL方程：方程：US=500I+2000IRi=US/I=1.5k I+_U1.5k 则简化后则简化后电路为：电路为：4BUCT P48 P48

4、 2 2 12 12（a a）（5 5版）版）P50 2-14(a)P50 2-14(a)R2R1Rab+_+_u1a u1bus+_5BUCTP48(50)2 13(15)（b）R1+_u1+_ u1R2R3RinUs+_列回路列回路列回路列回路KVLKVL方程方程方程方程:列控制量附加方程列控制量附加方程列控制量附加方程列控制量附加方程:6BUCT3.1 3.1 电路的图电路的图3.2 KCL3.2 KCL和和KVLKVL的独立方程数的独立方程数3.3 3.3 支路电流法支路电流法3.4 3.4 网孔电流法网孔电流法3.5 3.5 回路电流法回路电流法3.6 3.6 结点电压法结点电压法第

5、三章第三章 电阻电路的一般分析电阻电路的一般分析7BUCT3.1 3.1 电路的图（电路的图（Graph Graph)_+_US1US2R1R2R5R3R4IS_+Ui+介绍图论的初步知识，目的是研究电路的连接性质，介绍图论的初步知识，目的是研究电路的连接性质，及用图的方法选择电路方程的独立变量。及用图的方法选择电路方程的独立变量。电路的图电路的图 G（支路和结点的集合支路和结点的集合）无向图无向图无向图无向图注：注：注：注：通常将元件的串联组合作为一条支路。通常将元件的串联组合作为一条支路。通常将元件的串联组合作为一条支路。通常将元件的串联组合作为一条支路。1 1、无向图、无向图、无向图、无

6、向图8BUCT2 2、有向图、有向图、有向图、有向图 电路中标定每一支路的电流参考方向后，电路中标定每一支路的电流参考方向后，该电路图的每一条支路的方向就定了，则该电路图的每一条支路的方向就定了，则赋赋赋赋予支路方向的图予支路方向的图予支路方向的图予支路方向的图称为称为有向图有向图有向图有向图。_+_US1US2R1R2R5R3R4IS_+Ui+有向图有向图有向图有向图9BUCT3.2 KCL和和KVL的独立方程数的独立方程数1 1、KCLKCL的独立方程数的独立方程数的独立方程数的独立方程数1234562341对该电路图的支路和结点加以编号对该电路图的支路和结点加以编号对四个结点分别列对四个

7、结点分别列对四个结点分别列对四个结点分别列KCLKCL方程：方程：方程：方程：结点结点 1：i1+i2 i4=0 （1）结点结点 2：i2+i3+i5=0 （2）结点结点 3：i1 i3+i6=0 （3）结点结点 4：i4 i5 i6=0 （4）可见：方程（可见：方程（1）（）（2）（）（3）相加，得方程（）相加，得方程（4）结论：结论：对于具有对于具有n个结点的电路，可以得到个结点的电路，可以得到(n1)个独立的个独立的KCL方程。方程。10BUCT2 2、几个概念及、几个概念及、几个概念及、几个概念及KVLKVL的独立方程数的独立方程数的独立方程数的独立方程数“树”-含全部结点和部分支路，

8、连通且不含回路含全部结点和部分支路，连通且不含回路含全部结点和部分支路，连通且不含回路含全部结点和部分支路，连通且不含回路56351784213562513445623517843122357841124562351784356235184连支：对于某个树的非树支。连支：对于某个树的非树支。连支：对于某个树的非树支。连支：对于某个树的非树支。树的树支数为树的树支数为:(n1)个个11BUCT基本回路：基本回路：基本回路：基本回路：图的任意一个树，加入一个连支则形图的任意一个树，加入一个连支则形成一个回路。成一个回路。基本回路组：基本回路组：基本回路组：基本回路组：由某个树的所有基本回路（即单连

9、支由某个树的所有基本回路（即单连支回路）组成。其组数等于单连支数。回路）组成。其组数等于单连支数。124562314321514322434321263112BUCT结论：KVL独立方程组数（即：独立回路数）独立方程组数（即：独立回路数）l=b (n 1)上图的上图的b=6,n=4,则则KVL的独立回路数的独立回路数,l=6 4+1=3124562314321514322434321263113BUCT_+_US1US2R1R2R5R3R4IS_+Ui+2、KVL独立方程组数（即：独立回路数）？独立方程组数（即：独立回路数）？l=bn+1=312456231431 1、KCLKCL的独立方程数

10、的独立方程数的独立方程数的独立方程数?n1=3n1=3个个个个P74(76)3-6 14BUCT对象对象对象对象：含独立源、受控源的电阻网络的直流稳态解。含独立源、受控源的电阻网络的直流稳态解。应用应用应用应用：主要用于主要用于复杂复杂的线性电路的求解。的线性电路的求解。复杂电路的分析法复杂电路的分析法复杂电路的分析法复杂电路的分析法就是根据就是根据KCLKCL、KVLKVL及元件电压和电及元件电压和电流关系（流关系（VCRVCR）列方程、解方程。根据列方程时所选变量的）列方程、解方程。根据列方程时所选变量的不同可分为不同可分为支路电流法支路电流法支路电流法支路电流法、回路电流法回路电流法回路

11、电流法回路电流法和和结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法。元件特性元件特性(VCRVCR)(对电阻电路，即欧姆定律对电阻电路，即欧姆定律)电路的连接关系电路的连接关系KCLKCL，KVLKVL定律定律基础基础基础基础：电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法:15BUCT一般情况，对于有一般情况，对于有n个结点、个结点、b条支路的电路，要求解条支路的电路，要求解b条支路电流和条支路电流和b条支路电压，未知量共有条支路电压，未知量共有2b个。个。支路电流法：支路电流法：支路电流法：支路电流法：以各支路电流为未知量以各支路电流为未知量列写电路方程

12、分析电列写电路方程分析电路的方法。路的方法。3.3 支路电流法支路电流法(branch current method )b 个个-VCR方程方程(n 1)个个-KCL方程方程(b n+1)-KVL方程方程共共 2b 个方程个方程 16BUCTR1R2R3R4R5R6+i2i3i4i1i5i6uS1234(1)(1)标定各支路电流、电压的参考方向标定各支路电流、电压的参考方向标定各支路电流、电压的参考方向标定各支路电流、电压的参考方向u1=R1i1，u2=R2i2，u3=R3i3，u4=R4i4，u5=R5i5，u6=uS+R6i6(1)b=6，6 6个个个个VCR方程（方程（关联参考方向）关联

13、参考方向）关联参考方向）关联参考方向）(2)(2)列列列列 n-1 n-1 个（个（个（个（3 3个）独立个）独立个）独立个）独立KCLKCL方程：方程：方程：方程：结点结点 1：i1+i2 i6=0(2)(流出为正，流入为负流出为正，流入为负流出为正，流入为负流出为正，流入为负)u6结点结点 2：i2+i3+i4=0结点结点 3：i4 i5+i6=0b=6，n=4独立方程数应为独立方程数应为2b=12个个例：例：17BUCT(3)列列 bn+1个个（3 3个个个个）独独立立回回路路KVL方程（选定图示回路）。方程（选定图示回路）。回路回路1：u1+u2+u3=0回路回路2：u3+u4 u5=

14、0回路回路3：u1+u5+u6=0(3)3R1R2R3R4R5R6+i2i3i4i1i5i6uS123412u6综综 合合 式式(1)、(2)和和(3)，得得 到到6+3+3=12=2b个个独独立立方方程程。将将式式(1)的的6个个支支路路方方程程代代入入式式(3)，消消去去6个个支支路电压，得到支路电流的方程路电压，得到支路电流的方程.18BUCT i1+i2 i6=0 i2+i3+i4=0 i4 i5+i6=0R1 i1+R2 i2+R3 i3=0R3 i3+R4 i4 R5 i5=0 R1 i1+R5 i5+R6 i6 uS=0KVL由方程解出由方程解出6个支路电流，个支路电流，*支路电

15、压支路电压？回路回路1：u1+u2+u3=0回路回路2：u3+u4 u5=0回路回路3：u1+u5+u6=0(3)KCL3R1R2R3R4R5R6+i2i3i4i1i5i6uS123412u619BUCT支路法的一般步骤：支路法的一般步骤：支路法的一般步骤：支路法的一般步骤：(1)标定各支路电流（电压）的参考方向；标定各支路电流（电压）的参考方向；(2)选定选定(n1)个结点，列写其个结点，列写其KCL方程；方程；(3)选定选定b(n1)个独立回路，指定回路的绕行个独立回路，指定回路的绕行方向方向,列写其列写其KVL方程；方程；(4)求解上述方程，得到求解上述方程，得到b个支路电流；个支路电流

16、；(5)进一步计算支路电压和进行其它分析。进一步计算支路电压和进行其它分析。20BUCT例例1.结点结点a：I1I2+I3=0(1)n1=1个个KCL方程：方程：US1=130V,US2=117V,R1=1,R2=0.6,R3=24.求各支路电流及电压源的功率。求各支路电流及电压源的功率。解解:(2)b(n1)=2个个KVL方程：方程：R2I2+R3I3=US2 U=USR1I1R2I2=US1US20.6I2+24I3=117I10.6I2=130117=13I1I3US1US2R1R2R3ba+I21221BUCT(3)联立求解联立求解I1I2+I3=00.6I2+24I3=117I10.

17、6I2=130117=13解之得解之得I1=10 AI3=5 AI2=5 A(4)功率分析功率分析PU S1发发=US1I1=130 10=1300 WPU S2发发=US2I2=117(5)=585 W验证功率守恒：验证功率守恒：PR 1吸吸=R1I12=100 WPR 2吸吸=R2I22=15 WPR 3吸吸=R3I32=600 WP发发=715 WP吸吸=715 WP发发=P吸吸I1I3US1US2R1R2R3ba+I222BUCT练习练习P74（76）3 7 _uS3R1R3R5R3R4i3_+R2i1i2i4i5i6uS61 12 23 34 41 12 23 323BUCT练习练习

18、P74(76)3 7 _uS3R1R3R5R6R4i3_+R2i1i2i4i5i6uS61 12 23 34 41 12 23 3结点结点1：i1+i2+i6=0(n-1)个个KCL方程方程:结点结点2：i2+i3+i4=0结点结点3：i4+i5 i6=0b-n+1=6-4+1=3个个KVL方程方程:回路回路1：R1 i1+R2i2+R3i3+uS3=0回路回路2：R3 i3+R4i4+R5i5 uS3=0回路回路3：R2 i2 R4i4+R6i6 +uS6=024BUCT3 3R1R3R5R6R4i3_+R2i1i2i4i5i6uS61 12 24 4iS3 对含有并联电阻的对含有并联电阻的

19、对含有并联电阻的对含有并联电阻的电流源支路，可做电电流源支路，可做电电流源支路，可做电电流源支路，可做电源等效变换处理：源等效变换处理：源等效变换处理：源等效变换处理：转换转换+_RISIRIRIS说明说明:25BUCT 当电路中含有当电路中含有当电路中含有当电路中含有无伴电无伴电无伴电无伴电流源流源流源流源或或或或无伴受控电流源无伴受控电流源无伴受控电流源无伴受控电流源时时时时,因其电压不能用支路因其电压不能用支路因其电压不能用支路因其电压不能用支路电流表示电流表示电流表示电流表示,所以不能使用所以不能使用所以不能使用所以不能使用电源变换法电源变换法电源变换法电源变换法._+_US1US2R1R2R5R3R4IS+26BUCT作作 业业n预习：预习：第第3章章 回路电流法和结点电压法回路电流法和结点电压法 P75 3 3 P51 2 14(b)、15(a)27