电子电路技术基础第二章.ppt

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1、电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法 第一节第一节 电阻的串联和并联电阻的串联和并联 2.1.1 电阻的串联电阻的串联 2.1.2 电阻的并联电阻的并联 2.1.3 电阻的混联及电阻的混联及Y等效变换等效变换 第二节第二节 电阻电路功率及负载获得最大功率的条件电阻电路功率及负载获得最大功率的条件 第三节第三节 电路中各点电位的计算电路中各点电位的计算 第四节第四节 应用基尔霍夫定律计算线性网络应用基尔霍夫定律计算线性网络 第五节第五节 网孔分析法网孔分析法 第六节第六节 节点分析

2、法节点分析法 第七节第七节 弥尔曼定理弥尔曼定理电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法第一节第一节 电阻的串并联电阻的串并联关键：利用电路外特性不变这一原则即电路的“等效变换等效变换”将一些电路简化，便于分析电路，简化电路计算。1.电阻串联 利用“等效等效”概念计算串联电阻阻值以及串联电阻的电压和功率分配。2.电阻并联 利用“等效等效”概念计算并联电阻阻值以及并联电阻的电压和功率分配。特别是两个电阻的并联计算公式。通过例子加以说明。研究对象：线性电阻电路；关注焦点：求解电路响应电压、电流和功率。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第

3、二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法例例题题:计算ab端的等效电阻，这两个例题主要通过改画图形的方法就可以清楚知道电阻的串、并联，从而计算出等效电阻。R1 a R2 R4 R3 b R5 a 50 50 25 b 50 50电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法3.Y转换研究Y转换的目的是：通过研究Y转换，可以进一步理解“等效”的概念。另外掌握Y有时会使电路分析大大简化。研究Y转换的思路是：图(a)与图(b)外加相同的电流源I1、I2的情况下两图中的U13、U23如果相等，则虚线内的电路就是等效的。1 R1 R2 2 1 I

4、0 R12 2I1 R3 I2 I1 R31 R23 I2 3 3 (a)(b)电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法将I0代入整理并比较两个方程组中的系数可得最后整理得电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法例题：例题：求电路中的电流I。利用Y转换，可以将复杂电路转化简单电路，从而利用电阻串、并联来求解未知量 1 3 5 +2 10V 3 2 -I 1 1 4电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法第二节第二节 电阻电路功率及获得

5、最大功率的条件电阻电路功率及获得最大功率的条件回答：在什么条件下，负载可以从电源中获得最大功率？I Rs +R Us -电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法第三节第三节 电路中各点电位的计算电路中各点电位的计算 I1 R1 b R2 I2 a I1 R1 b R2 I2 ca c +Us1 -Us2 I3 I3 Us1 R3 Us2 R3 d d (a)(b)电压与电位的区别：电压是电位差。而电位是在电路中选择一个参考点，电路中某一点到参考点的电压就是该点的电位。参考点叫做“零电位点。参考点可以任意选定，但一经选定，其它各点电位以该点为

6、准计算。更换参考点，各点电位随之改变。引入电位以后，在分析电子电路时可以使电路大大简化。在电子电路中电源一般不用符号来表示，而是直接标出其电位极性和数值。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法第四节第四节 应用基尔霍夫定律计算线性网络应用基尔霍夫定律计算线性网络对于电阻性电路，运用基尔霍夫定律和欧姆定律总是可以解决的。下面通过例子加以说明。四个节点用KCL节点a -I1-I2+I5=0节点b I1-I3-I4=0节点c I2+I3-I6=0节点d I4-I5+I6=0四个方程只有三个独立为什么（请思考）？三个回路KVL列出三个方程R1I1

7、+R5I5+R4I4+Us4-Us1=0R2I2+R5I5+R6I6-Us2=0R3I3-R4I4+R6I6-Us3-Us4=0 I1 R1 a R2 I2 +I5 +Us1 Us2 -R5 -Us4 -+R4 d R6 b c I4 I6 R3 I3 +Us3 -用基尔霍夫定律分析电路例子电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法第五节第五节 网孔分析法网孔分析法如果求出图中的I1、I2、I3能求出所有的支路电流吗？如果可以只需求解三个位知量，仅需三个方程，问题将得到大大简化。需要说明的是网孔电流是虚拟电流而不是实际电流，且网孔电流在节点处

8、不适应基尔霍夫电流定律，各网孔电流是相互独立的。R1 a R2 +Us1 I1 I2 Us2 -R5 -Us4 -+R4 d R6 b c I3 R3 +Us3 -用基尔霍夫定律分析电路例子电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法例：例：用网孔分析法求流过电阻RM的电流I。R2 R1 I2Us I RM I1 Rs I3 R3 R4 (a)R2 R1 Us I1 I2 Rs R3 R4 I3 RM I (b)电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法例：例：含有受控源的电路如图所示，求输入

9、电阻Ri。什么是输入电阻？如何求输入电阻？如何求含含有有受受控控源源电电路路的的输输入入电电阻阻？该例题还要强调的是电源转换可以简化电路分析。IC=0.99I1 I1 25 100K 100 10K Ri (a)25 99,000I1 100k -+U I1 I2 10k -100 (b)电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法第六节第六节 节点分析法节点分析法网孔分析法相对与基尔霍夫定律分析法而言，是用网孔电流代替支路电流，从而减少了未知量的个数，使得电路的求解大大简化。但有些电路既是使用网孔电流，方程数也很多。有没有其它的方法来求解电路

10、呢？将求解变量改为节点电位。节点电位在电路中任选一个参考点，其它各节点与参考点之间的电压就是该节点的节点电位。节点电位是否完全解？仍以例子来介绍节点分析法。I5 G5 I1 G1 2 G3 I3 1 3 I2 I4 +Is U2 G2 G4 U3 -4该电路共有四个节点，若选4点作为参考点，则共有三个节点电压。在每个节点用KCL1点：I1+I5-Is=02点：-I1+I2+I3=03点：I3+I4-I5=0电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法各支路的电流为：将上述电流代入KCL并整理得：分析上述方程可以得到节点分析法的一般规律性的东西。

11、【提示】网孔分析法与节点分析法比较1.网孔分析法只适合平面电路，节点分析法无此限制；2.比较节点数和网孔数，节点数小于网孔数用节点分析法，否则用网孔分析法；3.若电路中电源为电流源用节点分析法，否则用网孔分析法。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法 I1 1 I2 5 I3 10 +20V 20 10V -(a)14A 5 20 10 1A (b)例：求图(a)各支路电流，可以用网孔分析法（因为电源是电压源），需解二元方程组，若对电路适当变形为图(b)，用节点分析法就相当简单，仅有一个节点电压。求出节点电压后，回到原电路求出各支路的支路

12、电流，在求支路电流时，特别注意电路中电流的参考方向。该例题主要说明在电路进行变换后，欲求愿电路参数需根据原电路计算。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法 1 3 +R2 UR2 gmUR2 -2Is R1 R4 R3例：用节点法分析含有受控源的电路。该例题的目的是：分析含受控源的电路，控制量必须能表示出来；一般节点定义是若干个二端元件串联的支路，但有时为了分析方便，任何一个二端元件的两端可以作为节点；含有受控源的电路，不能用节点分析法直接写出。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法

13、第七节第七节 弥尔曼定理弥尔曼定理对于只有两个节点但支路数很多的情况下，如用网孔分析法，方程数会很多，用节点分析法仅一个方程即可。对于这类电路可用一个公式来表示弥尔曼定理。1R1 R3 R2 +Us1-Us3+设节点电压为U1，则得即：电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法对于只有两个节点n条支路的电路一般公式为：说明：这是一个普遍公式，分子电源电压可能为零，也可能为负。问题1：若一个支路电阻为零，电源电压不为零，支路电压=？问题2：若一个支路电阻为零，电源电压为零，支路电压=？前一节例题 I1 1 I2 5 I3 10 +20V 20 10V -(a)电电路路与与电电子子技技术术基基础础第二章第二章 电阻电路的一般分析方法电阻电路的一般分析方法 R R R +Us1 Us2 Us3 R U0-该例题是一个模拟计算机加法电路。即电路的输出电压的值是将三个输入电压的值相加。