电工技能培训-4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！ 四川 九寨沟 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* （第四讲） 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

2、一页 本章要求：本章要求： 1. 掌握掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等等 电路的基本分析方法。电路的基本分析方法。 2. 了解实际了解实际电源的两种模型电源的两种模型及其及其等效变换等效变换。 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、 动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路 的图解分析法。的图解分析法。 第第2章章 电路的分析方法电路的分析方法 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 2.1.1 电阻的等效变换电阻的等效变换 1. 电阻的串联电阻的

3、串联 特点特点: 1)各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联； 两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式： U RR R U 21 1 1 U RR R U 21 2 2 R =R1+R2 3)等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和； 4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。 R1 U1 U R2 U2 I + + + R U I + 2)各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流； 应用：应用：降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。 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. 电阻的并联电阻的

4、并联 两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式： I RR R I 21 2 1 I RR R I 21 1 2 21 111 RRR (3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和； (4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。 特点特点: (1)各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间； R U I + I1 I2 R1 U R2 I + (2)各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同； 应用：应用：分流、调节电流等。分流、调节电流等。 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

5、例1 ,3 ,2 ,5 ,10 4321 RRRR V125 U, 求电流求电流 I1 ? R4 R3 I1 R2 I2 R1 I3 U (a) b a R34 I1 R2 I2 R1 I3 U (b) b a Rab I1 R1 U (c) R I1 U (d) 解解 532 )1( 4334 RRR 5 . 2 55 55 )2( 342 342 ab RR RR R 5 .125 . 210 )3( ab1 RRR A10 5 .12 125 )4( 1 R U I 例例2 求电路的等效电阻求电路的等效电阻R， 电流电流I和和 I5 ? R4 R3 I R2 R1 U R5 R6 R7

6、I5 2 2 1 6 4 3 4 3V 3. 电阻的串并联电阻的串并联 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 求电路的等效电阻求电路的等效电阻R， 电流电流I和和 I5 ? 解解 1/ )1( 2112 RRR 2 9 18 )21(6 )21(6 )/( )3( 34653456 RRRR A2 5 . 1 3 )5( R U I (d) R I U 3V I12 (b) R34 I R12 U R5 R6 R7 I5 1 1 6 3 2 3V I12 (c) R3456 I R12 U R7 I7 1 3 2 3V 2/ )2( 4334 RRR 5 .

7、 1 6 9 )21(3 )21(3 )/( )4( 3456127 RRRR A1 3 3 )6( 7 1 R U I A 3 1 1 612 12 12 5634 634 5 I RRR RR I A112 712 III (7)据据KCL有有 (8)据分流公式有据分流公式有 (a) R4 R3 I R2 R1 U R5 R6 R7 I5 2 2 1 6 4 3 4 3V 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 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 +

8、 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 2.1.2 电源的等效变换电源的等效变换 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 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。 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。 电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系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。 注意事项：注意事项： 例：当例：当RL= 时，时，电压源的内阻电

9、压源的内阻 R0 中不损耗功率，中不损耗功率， 而电流源的内阻而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。中则损耗功率。 任何一个电动势任何一个电动势 E 和某个电阻和某个电阻 R 串联的电路，串联的电路， 都可化为一个都可化为一个电流为电流为 IS 和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。 R0 + E a b IS R0 a b R0 + E a b IS R0 a 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 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

10、（含恒压源），其电流都等于 恒流源的电流。因此，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1: 求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源 解解: +

11、a b U 2 5V (a) + + a b U 5V (c) + a + - 2V 5V U + - b 2 (c) + (b) a U 5A 2 3 b + (a) a + 5V 3 2 U + a 5A b U 3 (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 例例2: 试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法 计算计算2 电阻中的电流。电阻中的电流。 A1A 222 28 I 解解: 8V + 2 2V + 2 I (d) 2 由图由图(d)可得可得 6V 3 + + 12V 2A 6 1 1 2 I (a) 2A 3 1 2 2

12、V + I 2A 6 1 (b) 4A 2 2 2 2V + I (c) 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3： 解：解：统一电源形式统一电源形式 试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示 电路中电路中1 电阻中的电流。电阻中的电流。 2 + - + - 6V 4V I 2A 3 4 6 1 2A 3 6 2A I 4 2 1 1A I 4 2 1 1A 2 4A 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 A2A3 12 2 I 解：解： I 4 2 1 1A 2 4A 1 I 4 2 1A 2

13、 8V + - I 4 1 1A 4 2A I 2 1 3A 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3: 电路如图。电路如图。U110V，IS2A，R11， R22，R35 ，R1 。(1) 求电阻求电阻R中的电流中的电流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

14、 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 (2)由图由图(a)可得：可得： A4A4A2 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

15、 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： 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 本讲总结 电阻串并联电阻串并联 电压源与电流源及其等效变换是重点内容。电压源与电流源及其等效变换是重点内容。 作业 P59-60: 2-3 ， 2-8