第02章等效变换分析法new.ppt

例: 已知：U1=12V， U3=16V， R1=2?，R2=4?，R3=4?， R4=4?， R5=5?， IS=3A，试用电压源与电流源等效变换的方法求电流I ，计算恒流源 IS 的功率。 Is R1 U1 R3 R2 R5 R4 U3 I + - + - 1 1 1 R U I = 3 3 3 R U I = R1 R2 I3 I1 Is R5 R4 I R3 解:(1) 统一电源形式 Is R5 R4 I R1//R2//R3 I1+I3 Is R1 U1 R3 R2 R5 R4 U3 I + - + - Is R5 R4 I R1//R2//R3 I1+I3 Rd Ud R4 R5 U4 I + - + - Is R1 U1 R3 R2 R5 R4 U3 I + - + - (2) 计算恒流源 IS 功率 I4 =IS+I=3 +(-0.2)=2.8A UR4 = I4 R4 =2.8×4=11.2V PIS = IS UIs =3 × 11.2= 33.6W R4=4? IS=3A I= – 0.2A 判断电源、负载？ 电流从高电位端流出，为电源。 UIs = UR4 =11.2V I4 UIs + – 思考：如图，求ab间的最简等效电路 2A 10V + - 12? 12? 5? a b 2A 10V + - 12? 12? 5? a b 2A 5? a b 受控源的等效 若N中只含电阻，可以利用电阻的串并联公式以及Y、△等效互换公式求端口的等效电阻。 若N中除电阻外，还包括受控源，常用端口加电源的办法（称为外施电源法）来求等效电阻：加电压源u，求电流i；或加电流源i，求电压u(注意：必须设其端口电压u与电流 i为关联参考方向)，则定义电路N的等效电阻为 图示电路N不含独立电源。则它总可以等效一个电阻。 ---含受控源时无源单口网络的等效电阻 例. 求 a,b 两端的输入电阻 Rab (b ≠1) 解： 含受控源时通常用外加电源法求输入电阻。可分为两种： ① 加压求流法 ② 加流求压法 下面用加流求压法求Rab Rab=U/I=(1-b )R 当b 1, Rab0，正电阻 正电阻 负电阻 u i U=(I-b I)R=(1-b )IR 当b1, Rab0，负电阻(有源） I + U _ b I a b R o o I 例. 求 a,b 两端的输入电阻 Rab 解： 设用加压求流法 a 4? + - 2u 2? u + - b - U + I 0.5U I-0.5U 对左回路列KVL方程： U=4(I-0.5U)+2U 即：U=4I Rab=U/I=4? a b Rab= 4? 说明：注意外加电源的U、I 参考方向 例. 注: 受控源和独立源一样可以进行两种模型的等效变换。 a b u R ?i + - i (a) b a ?iR R - + u - + i (b) 对(a), 端口VAR为：u=R(i-?i)=(1- ?)Ri 对(b), 端口VAR为：u=Ri-?iR=(1- ?)Ri 对(a) 、(b), 其端口VAR相同， 故(a) 、(b)对外电路等效 则有 由此例可以看出，直接利用该表头测量电流，它只能测量 0.05mA 以下的电流，而并联了分流电阻R1、R2、R3 以后，作为电流表，它就有120mA、12mA、1.2mA 三个量程，实现了电流表的量程扩展。 例3 图3 所示的是一个常用的简单分压器电路。电阻分压器的固定端 a、b 接到直流电压源上。固定端 b 与活动端 c 接到负载上。利用分压器上滑动触头 c 的滑动可在负载电阻上输出 0~U的可变电压。已知直流理想电压源电压 U=18V, 滑动触头 c 的位置使R1=600Ω，R2=400Ω(图 3(a))。 (1) 求输出电压 U2; (2) 若用内阻为 1200Ω 的电压表去测量此电压，求电压表的读数； (3) 若用内阻为 3 600 Ω的电压表再测量此电压，求这时电压表的读数。 (2) 当接上电压表后，把图 3(a)改画成图 3(b), 其中RV 表示电压表的内阻。当用内阻为 1200Ω电压表测量时，RV=RV1=1 200 Ω。参见(b)图， cb 端为 R2 与 RV1相并联的两端，所以等效电阻 由分压公式， 得 这时电压表的读数就是 6V。 (3) 当用内阻为3600Ω电压表测量时，图(b)中RV=RV2=3600Ω。这时 cb 端等效电阻 应用分压公式， 得 实际电压表的内阻越大，对测试电路的影响越小。 实际电流表的内阻越小，对测试电路的影响越小。 解 (1) 未接电压表时