线性电路的分析方法讲解.ppt

第2章 线性电路的分析方法 2.1　电源模型的等效变换法 2.2 支路电流法 2.3 结点电压法 2.4 网孔电流法 2.5 叠加定理 2.6 戴维南定理与诺顿定理 2.7 最大功率传输定理 2.1　电源模型的等效变换法 2.2 支路电流法 2.3 结点电压法 2.4 网孔电流法 2.5 叠加定理 2.6 戴维南定理与诺顿定理 2.6.1 戴维南定理 2.6.2 诺顿定理 2.7 最大功率传输定理 解 1. 计算电流I1、I2、I3 解 1. 计算电流I1、I2、I3 （3）叠加 解 1. 计算电流I1、I2、I3 （3）叠加 2. 功率计算 电压源提供的功率 解 2. 功率计算 电压源提供的功率 电流源提供的功率 电阻消耗的功率 例4 图示电路中，已知：US3=US4，当开关S合在A点时，I=2A，S合在B点时，I=-2A 。试用叠加定理求开关S合在C点时的电流I 。 解 当S合在A点时，电压源US1、US2共同作用，得 当S合在B点时，电压源US1、US2 、US3共同作用，得 根据叠加定理，得电压源US3单独作用时的电流 因为US3=US4，则电压源US4单独作用时的电流为 解 当S合在A点时，电压源US1、US2共同作用，得 因为US3=US4，则电压源US4单独作用时的电流为 所以，当开关S合在C点时，电压源US1、US2 、US4共同作用，其得电流I为 戴维南定理与诺顿定理在电路分析中占有极其重要的地位。这两个定理的分析对象是二端网络。所谓二端网络是指对外具有两个端钮的网络，又称单口网络或一端口网络。 任何一个线性有源二端网络N，对外电路来说，总可以用一个电压源和电阻串联组合等效代替，该电压源等于二端网络N的开路电压，电阻等于二端网络N中全部独立电源置零后端口处的输入电阻。 戴维南定理应用时，需注意以下几点： 1）电压源UOC与电阻R0串联电路称为戴维南等效电路，其电阻R0可为戴维南等效电阻。 2）戴维南等效电路替代二端网络N，只对外电路等效。 3）电压源UOC大小、方向由二端网络N的开路电压所决定。 4）无源二端网络N0是令有源二端网络N中的全部独立电源为零而得到的网络N0。 5）计算电阻R0时，如果二端网络N中含有受控源，可用以下二种方法来求解： 方法一，用端口的开路电压与短路电流之比来求解（称为开短路法）； 方法二，可在无源二端网络N0端口外加电源，用端口的电压与电流之比来求解（称为外加电源法）。 戴维南定理分析电路的一般解题步骤： 1）将“外电路”从待求解电路中移去，形成二端网络N。根据二端网络N电路图，分析计算戴维南开路电压。 在电路分析中，一般“外电路”指的是含有待求量的支路（或元件、或部分电路）。 2）令二端网络N中所有的独立电源为零，并画出其电路图。计算无源二端网络N0的戴维南等效电阻。 3）画出二端网络N的戴维南等效电路，并与移去的外接电路联接，分析计算待求量。 例1 电路如图所示，已知： 。试用戴维南定理求电流I。 解 (1) 求开路电压UOC （2）求等效电阻R0 （3）用戴维南等效电路计算待求量I 例2 电路如图a所示，已知：R1 = 4 ?，R2 = 6 ?，R3 = 12 ?，R = 7?，IS = 3A，US1 = 9V，US2 = 45V。试用戴维南定理求电流 I 。 解 (1) 求开路电压UOC 由图c得 由图d得 叠加得 （2）求等效电阻R0 （3）用戴维南等效电路计算待求量电流I 解 (1) 求开路电压UOC 例3 图示电路的二端网络N是有源网络，若将两个完全相同的有源二端网络N连接成图a时，测得电流I =2A；连接如图b时，测得I = 2 A。已知：R1 = 6?，R = 4? 。试求图c中的电流I。 解 设：有源二端网络N的等效电路为戴维南等效电路为 设：有源二端网络N的等效电路为戴维南等效电路为 解 由a图可简化得 解 得 由可简化为 由a图可简化得 得 由b图可简化得 解 由b图可简化得 解 得 由c图可简化得 解 得 例4 电路如图所示，已知：R1 = RS = 4 ?，R2 = 3 ?，R3 = 5 ?，R = 7?，US = 24V。试用戴维南定理计算电阻R上的电压U。 解 (1) 求开路电压UOC 所以 （2）求等效电阻R0 解