电工技能培训-5电路的分析方法

1、下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 同学们好！同学们好！ 上上 海海 浦浦 东东 东东 方方 明明 珠珠 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 第第2章章 电路的常用定理及分析方法电路的常用定理及分析方法 2.1 等效变换的概念等效变换的概念 2.2 等效电源定理等效电源定理 2.3 最大功率传输定理最大功率传输定理 2.4叠加原理叠加原理 2.5 线性电路的基本分析方法线性电路的基本分析方法 2.6 含受控源电路的分析计算含受控源电路的分析计算 2.7 非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析* （第五讲） 下一页下一页 总目录总目录

2、 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 电压源与电流源的电压源与电流源的等效变换等效变换 由图由图a： U = E IR0 由图由图b： U = ISR0 IR0 I RL R0 + E U + 电压源电压源 等效变换条件等效变换条件: E = ISR0 0 S R E I RL R0 U R0 U IS I + 电流源电流源 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 I b Is a Uab R E + - RIU sab 恒流源特性恒流源特性 凡是与恒流源凡是与恒流源串联串联的其他元件的其他元件 （含恒压源），其电流都等于（含恒压源），其电流都等于 恒流源的电流。因

3、此，在简化恒流源的电流。因此，在简化 电路时，可以将这些元件除去电路时，可以将这些元件除去 （短接）。（短接）。 I a + _ E Uab b R + _ 凡是与恒压源凡是与恒压源并联并联的其他元件的其他元件 （含恒流源）两端的电压都等（含恒流源）两端的电压都等 于恒压源的电压。因此，在简于恒压源的电压。因此，在简 化电路时，可以将这些元件除化电路时，可以将这些元件除 去（断开）。去（断开）。 恒压源特性恒压源特性 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例: 电路如图。电路如图。U110V，IS2A，R11， R22，R35 ，R1 。(1) 求电阻求电阻R中的

4、电流中的电流I； (2)计算理想电压源计算理想电压源U1中的电流中的电流IU1和理想电流源和理想电流源IS两端两端 的电压的电压UIS；(3)分析功率平衡。分析功率平衡。 解：解：(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得： A10A 1 10 1 1 1 R U IA6A 2 210 2 S1 II I a I R IS b I1 R1 (c) IR1 I R1 R IS R3 + _ IU1 + _ UIS U R2 + _ U1 a b (a) a I R1 R IS + _ U1 b (b) 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页

5、 (2)由图由图(a)可得：可得： A46AA2 S1R IIIA2A 5 10 3 1 R3 R U I 理想电压源中的电流理想电压源中的电流 A6A)4(A2 R1R3U1 III 理想电流源两端的电压理想电流源两端的电压 V10V22V61 S2S2IS IRRIIRUU a I R IS b I1 R1 (c) a I R1 R IS + _ U1 b (b) IR1 I R1 R IS R3 + _ IU1 + _ UIS U R2 + _ U1 a b (a) 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 各个电阻所消耗的功率分别是：各个电阻所消耗的功率分别是：

6、 W36=61= 22 RIP R W16=41= 22 111 ）（ RR IRP W8=22= 22 S22 IRPR W20=25= 22 333RR IRP 两者平衡：两者平衡： (60+20)W=(36+16+8+20)W 80W=80W (3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：都是电源，发出的功率分别是： W60=610= 111UU IUP W20=210= SSS IUP II 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 上讲主要介绍 电路分析的一些基本概念和电源等效变换； 电源的

7、变换是电路分析中的一种基本的技能。 本讲重点 戴维南定理与诺顿定理 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2.2 等效电源定理等效电源定理 二端网络的概念：二端网络的概念： 二端网络：二端网络：具有两个出线端的部分电路。具有两个出线端的部分电路。 无源二端网络：无源二端网络：二二端网络中没有电源。端网络中没有电源。 有源二端网络：有源二端网络：二端网络中含有电源。二端网络中含有电源。 b a E + R1 R2 IS R3 b a E + R1 R2 IS R3 R4 无源二端网络无源二端网络 有源二端网络有源二端网络 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回

8、返回 上一页上一页 a b R a b 无源无源 二端二端 网络网络 + _ E R0 a b 电压源电压源 （戴维南定理）（戴维南定理） 电流源电流源 （诺顿定理）（诺顿定理） a b 有源有源 二端二端 网络网络 a b IS R0 无源二端网络可无源二端网络可 化简为一个电阻化简为一个电阻 有源二端网络可有源二端网络可 化简为一个电源化简为一个电源 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2.2.1 2.2.1 戴维南定理戴维南定理 任何一个有源二端任何一个有源二端线性线性网络都可以用一个电动势网络都可以用一个电动势 为为E的理想电压源和内阻的理想电压源和内阻

9、R0 串联的电源来等效代替。串联的电源来等效代替。 有源有源 二端二端 网络网络 RL a b + U I E R0 + _ RL a b + U I 等效电源的内阻等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源等于有源二端网络中所有电源 均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所 得到的无源二端网络得到的无源二端网络 a 、b两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。 P39 等效电源的电动势等效电源的电动势E 就是有源二端网络的开路电就是有源二端网络的开路电 压压U0，即将，即将负载断开后负载断开后 a 、b两端之间的电压两端之间的电压。 等效电源

10、等效电源 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例1： 电路如图，已知电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4 ， R3=13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + E R0 + _ R3 a b I3 a b 注意：“等效”是指对端口外等效注意：“等效”是指对端口外等效 即即用等效电源替代原来的二端网络后，待求用等效电源替代原来的二端网络后，待求 支路的电压、电流不变。支路的电压、电流不变。 有源二端网络有源二端网络 等效电源等效电源 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录

11、返回返回 上一页上一页 解：解：(1) 断开待求支路求等效电源的电动势断开待求支路求等效电源的电动势 E 已知已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4 ， R3=13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + a b A5 . 2A 44 2040 21 21 RR EE I R2 E1 I E2 + R1 + a b + U0 E = U0= E2 + I R2 = 20V +2.5 4 V= 30V 或：或：E = U0 = E1 I R1 = 40V 2.5 4 V = 30V 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目

12、录 返回返回 上一页上一页 解：解：(2) 求等效电源的内阻求等效电源的内阻R0 除去所有电源除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）（理想电压源短路，理想电流源开路） 已知已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4 ， R3=13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + a b R2 R1 a b R0 从从a、b两端两端看进去，看进去， R1 和和 R2 并联并联 求内阻求内阻R0时，关键要弄清从时，关键要弄清从a、b两端两端看进去时各电阻看进去时各电阻 之间的串并联关系。之间的串并联关系。 2 21 21 0

13、RR RR R，所以所以 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 解：解：(3) 画出等效电路求电流画出等效电路求电流I3 电路如图，已知电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4 ， R3=13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + a b E R0 + _ R3 a b I3 A2A 132 30 30 3 RR E I 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例2： 已知：已知：R1=5 、 R2=5 R3=10 、 R4=5 E=12V、RG=10

14、试用戴维南定理求检流计试用戴维南定理求检流计 中的电流中的电流IG。 有源二端网络有源二端网络 E + G IG RG a b E + G IG RG 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 解解: (1) 求开路电压求开路电压U0 E U0 + a b + I1 I2 A2 . 1A 55 12 21 1 RR E I A8 . 0A 510 12 43 2 RR E I E = Uo = I1 R2 I2 R4 = 1.2 5V0.8 5 V = 2V 或：或：E = Uo = I2 R3 I1R1 = 0.8 10V1.2 5 V = 2V (2) 求等效电源的

15、内阻求等效电源的内阻 R0 R0 a b 从从a、b看进去，看进去，R1 和和R2 并联，并联， R3 和和 R4 并联，然后再串联。并联，然后再串联。 8 . 5 43 43 21 21 0 RR RR RR RR R，所以所以 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 解：解：(3) 画出等效电路求检流计中的电流画出等效电路求检流计中的电流 IG A126. 0A 108 . 5 2 G0 G RR E I E R0 + _ RG a b IG a b E + G IG RG 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 作业 P60: 2-12 2-13 （第五讲结束）